Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Батиметрия дна океана с отображением континентальных шельфов (красный) и срединно-океанических хребтов (желто-зеленый)

Батиметрия ( / б ə & thetas ; ɪ м ə т т я / ) является исследование подводной глубины океанов или озеро этажей . Другими словами, батиметрия - это подводный эквивалент гипсометрии или топографии . Название происходит от греческого βαθύς ( батус ), «глубокий», [1] и μέτρον ( метрон ), «мера». [2] Батиметрические (или гидрографические) Графики , как правило , производятся для поддержки безопасности поверхности или под поверхностью навигации, и обычно показывают морское дно или рельеф местности в виде контурных линий (называемых контуров глубины или изобат ) и выбранные глубины ( зондирования ), и обычно также обеспечивают поверхности навигационной информацию. Батиметрические карты (более общий термин, когда безопасность навигации не является проблемой) могут также использовать цифровую модель местности и методы искусственного освещения для иллюстрации изображаемых глубин. Глобальная батиметрия иногда комбинируется с данными топографии для получения Глобальной модели рельефа . Палеобатиметрия это изучение прошлых подводных глубин.

Измерение [ править ]

Первая печатная карта океанской батиметрии, созданная с использованием данных с USS Dolphin (1853 г.).

Первоначально батиметрия включала измерение глубины океана посредством зондирования глубины . Ранние методы использовали предварительно измеренную тяжелую веревку или трос, опускаемый через борт корабля. [3] Этот метод измеряет глубину только в особой точке за раз и поэтому неэффективен. Он также зависит от движений корабля и течений, отклоняющих линию от истинного значения, и поэтому не является точным.

Данные, используемые сегодня для создания батиметрических карт, обычно поступают от эхолота ( гидролокатора ), установленного под судном или над ним, «посылающего» звуковой луч вниз на морское дно или от систем дистанционного зондирования LIDAR или LADAR. [4] Время, необходимое звуку или свету, чтобы пройти через воду, отразиться от морского дна и вернуться к эхолоту, сообщает оборудованию о расстоянии до морского дна. LIDAR / LADAR-съемки обычно проводятся с помощью бортовых систем.

Топография морского дна возле желоба Пуэрто-Рико
Современная батиметрия Земли (и альтиметрия ). Данные из национальных центров экологической информации «s TerrainBase Digital Terrain Model .

С начала 1930-х годов для составления батиметрических карт использовались однолучевые эхолоты. Сегодня обычно используются многолучевые эхолоты (MBES), в которых используются сотни очень узких смежных лучей (обычно 256), расположенных в виде веерообразной полосы шириной от 90 до 170 градусов. Плотно упакованный массив узких отдельных лучей обеспечивает очень высокое угловое разрешение и точность. В целом, широкая полоса обзора, зависящая от глубины, позволяет судну картировать больше морского дна за меньшее время, чем однолучевой эхолот, за счет меньшего количества проходов. Лучи обновляются много раз в секунду (обычно 0,1–50 Гцв зависимости от глубины воды), что позволяет ускорить лодку при сохранении 100% покрытия морского дна. Датчики ориентации позволяют корректировать крен и тангаж лодки на поверхности океана, а гирокомпас предоставляет точную информацию о курсе для коррекции рыскания судна . (В большинстве современных систем MBES используется встроенный датчик движения и система определения положения, которая измеряет рыскание, а также другую динамику и положение.) Глобальная система определения местоположения, установленная на лодке.(GPS) (или другая глобальная навигационная спутниковая система (GNSS)) позиционирует результаты зондирования относительно поверхности земли. Профили скорости звука (скорость звука в воде как функция глубины) водяного столба с поправкой на преломление или «искривление лучей» звуковых волн из-за неоднородных характеристик водяного столба, таких как температура, проводимость и давление. Компьютерная система обрабатывает все данные, корректируя все вышеперечисленные факторы, а также угол каждого отдельного луча. Затем полученные результаты зондирования обрабатываются вручную, полуавтоматически или автоматически (в некоторых случаях) для создания карты местности. По состоянию на 2010 г.генерируется ряд различных выходных данных, включая подмножество исходных измерений, которые удовлетворяют некоторым условиям (например, наиболее репрезентативные вероятные зондирования, самое мелкое в регионе и т. д.) или интегрированные цифровые модели местности (ЦММ) (например, регулярные или неправильная сетка точек, соединенных в поверхность). Исторически выбор измерений был более распространен в гидрографических приложениях, в то время как построение ЦМР использовалось для инженерных изысканий, геологии, моделирования потоков и т. Д. Начиная с ок. 2003–2005 гг. В гидрографической практике стали более широко применяться ЦМР.

Спутники также используются для измерения батиметрии. Спутниковый радар отображает глубоководную топографию, обнаруживая небольшие изменения уровня моря, вызванные гравитационным притяжением подводных гор, хребтов и других масс. В среднем над горами и хребтами уровень моря выше, чем над абиссальными равнинами и желобами. [5]

В Соединенных Штатах США Инженерного корпуса армии преформ или комиссий большинства обследований судоходных внутренних водных путей, в то время как Национальное управление океанических и атмосферных исследований (NOAA) выполняет ту же роль для океанских водных путей. Данные прибрежной батиметрии доступны в Национальном центре геофизических данных NOAA (NGDC) [6], который теперь объединен в Национальные центры экологической информации . Батиметрические данные обычно относятся к приливным вертикальным датам . [7] Для глубоководной батиметрии это обычно средний уровень моря (MSL), но большинство данных, используемых для морских карт, ссылаются на средний нижний низкий уровень воды (MLLW) в американских съемках и на самый низкий астрономический прилив (LAT) в других странах. На практике используются многие другие системы координат в зависимости от местности и приливного режима.

Занятия или карьера, связанные с батиметрией, включают изучение океанов, горных пород и минералов на дне океана, а также изучение подводных землетрясений или вулканов. Проведение и анализ батиметрических измерений - одна из основных областей современной гидрографии и фундаментальный компонент в обеспечении безопасной перевозки грузов по всему миру. [3]

STL 3D модель Земли без жидкой воды с 20-кратным увеличением высоты

См. Также [ править ]

  • Батометр
  • Батиметрическая карта  - карта с изображением подводных водоемов.
  • Глубиномер  - прибор, который показывает глубину ниже базовой поверхности.
  • Общая батиметрическая карта океанов  - общедоступная батиметрическая карта Мирового океана.
  • Глобальная модель помощи
  • Гидрографические исследования
  • Топография поверхности океана  - форма поверхности океана относительно геоида.
  • Рельеф  - вертикальный и горизонтальный размер и форма поверхности земли.

Ссылки [ править ]

  1. ^ βαθύς , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
  2. ^ μέτρον , Генри Джордж Лидделл, Роберт Скотт, Греко-английский лексикон , о Персее
  3. ^ a b Одри, Ферлонг (7 ноября 2018 г.). «NGA объясняет: что такое гидрография?» . Национальное агентство геопространственной разведки на YouTube .
  4. ^ Olsen, RC (2007), Дистанционное зондирование с воздуха и космоса , SPIE, ISBN 978-0-8194-6235-0
  5. ↑ Thurman, HV (1997), Введение в океанографию , Нью-Джерси, США: Колледж Прентис Холл, ISBN 0-13-262072-3
  6. ^ NCEI-Батиметрия и рельеф
  7. ^ NCEI - Модели рельефа побережья

Внешние ссылки [ править ]

  • Обзор подводного ландшафта, форматов данных и т. Д. (Vterrain.org)
  • Батиметрия с высоким разрешением для Большого Барьерного рифа и Кораллового моря
  • А.ПО.МА.Б.-Академия морского позиционирования и батиметрии
  • Программа просмотра батиметрических данных от NCEI NOAA
  • Приложение WebMapping для поиска бесплатных наборов батиметрических данных с открытым исходным кодом
  • Интерактивная веб-карта, установка отрицательной отметки для батиметрии