Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для более широкого охвата этой темы см. Гидрография .
Ностальгический очерк гидрографических съемок Аляски 1985 года .
Neptune , частное исследовательское судно, базирующееся в Чикаго , штат Иллинойс .

Гидрографические исследования - это наука об измерении и описании характеристик, которые влияют на морское судоходство, морское строительство, дноуглубительные работы , разведку нефти на море / бурение нефтяных скважин и связанные с ними действия. Особое внимание уделяется измерениям, береговой линии, приливам, течениям, морскому дну и подводным препятствиям, которые относятся к ранее упомянутым видам деятельности. Термин « гидрография» используется как синоним для описания морской картографии , которая на заключительных этапах гидрографического процесса использует необработанные данные, собранные посредством гидрографических съемок, в информацию, доступную конечному пользователю .

Гидрография собирается в соответствии с правилами, которые различаются в зависимости от принимающего органа. Исследования, традиционно проводимые судами с использованием линии зондирования или эхолота , все чаще проводятся на мелководье с помощью самолетов и сложных электронных сенсорных систем.

Организации [ править ]

Национальная и международная морская гидрография [ править ]

Основная статья: Гидрографический офис

Гидрографические офисы возникли в результате военно-морского наследия и обычно находятся в национальных военно-морских структурах, например, в Испанском Институте гидрографии де ла Марина . [1] Координация этих организаций и стандартизация продукции добровольно объединяются с целью улучшения гидрографии и безопасного судоходства, проводимой Международной гидрографической организацией (МГО). IHO публикует стандарты и спецификации [2], которым следуют его государства-члены, а также меморандумы о взаимопонимании и соглашениях о сотрудничестве [3] с интересами гидрографических исследований.

Результат такой гидрографии чаще всего можно увидеть на морских картах, публикуемых национальными агентствами и требуемых Международной морской организацией (ИМО) [4], Службой безопасности человеческой жизни на море (СОЛАС) [5] и национальными правилами, которые необходимо соблюдать. сосуды в целях безопасности. Эти диаграммы все чаще предоставляются и используются в электронной форме в соответствии со стандартами МГО.

Гидрографические исследования, проведенные негосударственными агентствами [ править ]

Государственные органы ниже национального уровня проводят или заключают контракты на гидрографические исследования вод в пределах своей юрисдикции как с внутренними, так и с контрактными активами. Такие исследования обычно проводятся национальными организациями или под их контролем или в соответствии с утвержденными ими стандартами, особенно когда они используются для целей составления и распределения карт или дноуглубительных работ в водах, контролируемых государством.

В Соединенных Штатах существует координация с Национальным набором данных гидрографии при сборе и публикации обзоров. [6] Государственные экологические организации публикуют гидрографические данные, относящиеся к их предназначению. [7]

Гидрографические исследования частных организаций [ править ]

Коммерческие организации также проводят крупномасштабные гидрографические и геофизические исследования, в частности, в дноуглубительных, морских, нефтяных и буровых отраслях. Промышленные предприятия, устанавливающие подводные кабели связи [8] или источники питания [9], требуют подробных обследований кабельных трасс перед установкой и все чаще используют оборудование для акустических изображений, которое ранее использовалось только в военных целях, при проведении своих изысканий. [10] Существуют специализированные компании, у которых есть как оборудование, так и опыт для заключения контрактов как с коммерческими, так и с государственными организациями для проведения таких исследований.

Компании, университеты и инвестиционные группы часто финансируют гидрографические исследования общественных водных путей до освоения территорий, прилегающих к этим водным путям. С сюрвейерскими фирмами также заключаются контракты на проведение изысканий в поддержку проектных и инженерных фирм, с которыми заключены контракты на крупные государственные проекты. [11] Частные изыскания также проводятся перед дноуглубительными работами и после их завершения. Компании с большими частными пристанями, доками или другими сооружениями на береговой линии регулярно обследуют свои объекты и открытую воду возле своих объектов, как и острова в районах, подверженных переменной эрозии, например, на Мальдивах.

Гидрографические исследования краудсорсингом [ править ]

Краудсорсинг также начинает гидрографические исследования с такими проектами, как OpenSeaMap , [12] TeamSurvи АРГУС. Здесь суда-добровольцы записывают данные о местоположении, глубине и времени с помощью своих стандартных навигационных инструментов, а затем данные подвергаются последующей обработке для учета скорости звука, приливов и других поправок. При таком подходе нет необходимости в конкретном исследовательском судне или в профессионально квалифицированных геодезистах, которые должны быть на борту, поскольку опыт заключается в обработке данных, которая происходит после того, как данные загружаются на сервер после рейса. Помимо очевидной экономии затрат, это также дает возможность непрерывного обследования местности, но недостатком является время на набор наблюдателей и получение достаточно высокой плотности и качества данных. Хотя иногда точность составляет 0,1–0,2 м, этот подход не может заменить тщательного систематического обследования там, где это необходимо. Тем не менее,результаты часто более чем достаточны для многих требований, когда съемка с высоким разрешением и высокой точностью не требуется или недоступна.

Методы [ править ]

Ведущие линии, мачты и однолучевые эхолоты [ править ]

История гидрографических изысканий началась почти так же, как и мореходство . [13] На протяжении многих веков гидрографические исследования требовали использования свинцовых тросов - тросов или тросов с отметками глубины, прикрепленных к свинцовым грузам, чтобы один конец опускался на дно при опускании через борт корабля или лодки - и измерительных столбов, это были шесты с отметками глубины, которые можно было перекидывать через борт, пока они не касались дна. В любом случае измеренные глубины необходимо было считать вручную и записать, как и положение каждого измерения относительно нанесенных на карту контрольных точек, определяемых трехточечным секстантом.исправления. Этот процесс был трудоемким и занимал много времени, и, хотя каждое отдельное измерение глубины могло быть точным, даже тщательная съемка на практике могла включать только ограниченное количество измерений зондирования относительно исследуемой области, неизбежно оставляя пробелы в покрытии. между одиночными зондированиями. [13]

Однолучевые эхолоты и fathometers начали поступать на вооружение в 1930 - х годах , которые использовали гидролокатор для измерения глубины под судном. Это значительно увеличило скорость сбора данных зондирования по сравнению с возможной с помощью направляющих линий и измерительных полюсов, позволяя собирать информацию о глубинах под судном в серии линий, расположенных на определенном расстоянии. Тем не менее, он разделял слабость более ранних методов из-за отсутствия информации о глубине для участков между полосами морского дна, которые судно зондировало. [13]

Проволочная съемка [ править ]

В 1904 году, опросы проволоки сопротивления были введены в гидрографии, а также побережье и геодезическая Соединенные Штаты 'ы Николас Х. Хека сыграли важную роль в развитии и совершенствовании техники между 1906 и 1916. [14] В способе провод-сопротивления Между двумя точками протягивался трос, прикрепленный к двум кораблям или лодкам и установленный на определенной глубине с помощью системы грузов и буев. Если проволока наткнется на препятствие, она натянется и примет форму буквы «V». Расположение буквы «V» показало положение затопленных скал, обломков и других препятствий, а глубина, на которой был установлен провод, показывала глубину, на которой было обнаружено препятствие. [13] Этот метод произвел революцию в гидрографической съемке, поскольку он позволил сделать съемку местности более быстрой, менее трудоемкой и гораздо более полной, чем использование направляющих линий и измерительных вех.

  • Проволочные гидрографические исследования (диаграмма),
    Береговая и геодезическая служба США , ок. 1920 г.

  • Принцип морской съемки с двух лодок,
    Норвежское морское обозрение, 1932 г.

  • Технические подробности используемых инструментов,
    Norwegian Sea Survey, 1930.

До появления гидролокатора бокового обзора съемка с использованием проволоки была единственным методом поиска больших площадей на предмет препятствий и потерянных судов и самолетов. [15] Между 1906 и 1916 годами Хек расширил возможности тросовых систем с относительно ограниченной территории до зачисток, охватывающих каналы шириной от 2 до 3 морских миль (от 3,7 до 5,6 км; от 2,3 до 3,5 миль). [16] Техника протягивания проволокой была основным вкладом в гидрографические исследования на протяжении большей части оставшейся части 20-го века. Геодезическая съемка в Соединенных Штатах была настолько ценной, что на протяжении десятилетий Береговая и геодезическая служба США, а затем и Национальное управление океанических и атмосферных исследований выставили на вооружение пару аналогичных судов.идентичного дизайна специально для совместной работы над такими опросами. USC & GS Marindin и USC & GS Ogden вместе с 1919 по 1942 гг. Проводили съемку проводов, USC & GS Hilgard (ASV 82) и USC & GS Wainwright (ASV 83) вступили во владение с 1942 по 1967 год, а USC & GS Rude (ASV 90) (позже NOAAS Rude (S 590). ) ) и USC & GS Heck (ASV 91) (позже NOAAS Heck (S 591) ) работали вместе над операциями по перетягиванию проволоки с 1967 года. [13] [17] [18] [19] [20] [15]

Появление новых электронных технологий - гидролокаторов бокового обзора и многолучевых систем обзора - в 1950-х, 1960-х и 1970-х годах в конечном итоге привело к тому, что проволочная система устарела. Гидролокатор бокового обзора может создавать изображения подводных препятствий с той же точностью, что и аэрофотосъемка , в то время как многолучевые системы могут генерировать данные о глубине для 100 процентов дна в исследуемой области. Эти технологии позволили одному судну делать то, что для съемок с проволочным перетягиванием требовалось два судна, а в начале 1990-х годов исследования с проволочным перетягиванием наконец прекратились. [13] [16] Суда были освобождены от совместной работы над съемками проводов, а в Национальном управлении океанических и атмосферных исследований США (NOAA), например, Rude and Heckдействовали независимо в последующие годы. [20] [15]

Современная съемка [ править ]

График, изображающий гидрографическое исследовательское судно NOAA, проводящее операции многолучевого гидролокатора и гидролокатора бокового обзора

На подходящих мелководных участках можно использовать лидар (световое обнаружение и определение дальности). [21] Оборудование может быть установлено на надувных судах, таких как « Зодиаки» , малые суда, автономные подводные аппараты (АНПА), беспилотные подводные аппараты (БПА), дистанционно управляемые аппараты (ROV) или большие корабли, и может включать боковой обзор, однолучевой и многолучевое оборудование. В свое время разные методы и стандарты сбора данных использовались при сборе гидрографических данных для обеспечения безопасности на море, а также для научных или инженерных батиметрических данных. диаграммы, но все чаще с помощью улучшенных методов сбора и компьютерной обработки данные собираются в соответствии с одним стандартом и извлекаются для конкретного использования.

После того, как данные собраны, они должны пройти постобработку. Во время типичной гидрографической съемки собирается огромный объем данных, часто несколько зондирований на квадратный фут . В зависимости от конечного использования, предназначенного для данных (например, навигационных карт , цифровой модели местности , расчета объема для дноуглубительных работ , топографии или батиметрии ) эти данные должны быть прорежены. Он также должен быть исправлен на ошибки (например, плохое зондирование) и влияние приливов , волн / качки , уровня воды и термоклина.(перепады температуры воды). Обычно у инспектора есть дополнительное оборудование для сбора данных на месте для записи данных, необходимых для корректировки зондирования. Окончательный вывод диаграмм может быть создан с помощью комбинации специального программного обеспечения для построения диаграмм или пакета автоматизированного проектирования (САПР), обычно Autocad .

Хотя точность краудсорсинговой съемки редко может достигать стандартов традиционных методов, используемые алгоритмы полагаются на высокую плотность данных для получения окончательных результатов, более точных, чем отдельные измерения. Сравнение краудсорсинговых исследований с многолучевыми исследованиями показывает, что точность краудсорсинговых исследований составляет около плюс-минус от 0,1 до 0,2 метра (от 4 до 8 дюймов).

См. Также [ править ]

  • Батиметрия
    • Батиметрическая карта
  • Эхо
  • Национальный конгресс по ирригации
  • Морское обследование
  • Радиоакустическая дальнометрия
  • Национальная геодезическая служба США

Ссылки [ править ]

  1. ^ http://www.armada.mde.es/ArmadaPortal/page/Portal/ArmadaEspannola/ciencia_ihm_1/ | Armada Esapñola - Instituto Hidrográfico de la Marina
  2. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинала 24 июля 2009 года . Проверено 8 декабря 2009 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )| Каталог публикаций МГО
  3. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 10 апреля 2009 года . Проверено 8 декабря 2009 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )| Меморандумы о взаимопонимании и соглашения о сотрудничестве МГО
  4. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 15 апреля 2013 года . Проверено 5 июня 2013 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )| ИМО
  5. ^ «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинального (PDF) 6 февраля 2009 года . Проверено 8 декабря 2009 года . CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )| ГЛАВА V СОЛАС БЕЗОПАСНОСТЬ НАВИГАЦИИ
  6. ^ http://www.dnr.state.wi.us/maps/gis/datahydro.html | Wisconsin DNR - Данные о поверхностных водах (гидрография) - Преобразование из покрытия в базу геоданных
  7. ^ "Архивная копия" . Архивировано из оригинального 25 января 2010 года . Проверено 8 декабря 2009 года .CS1 maint: заархивированная копия как заголовок ( ссылка )| Техасская комиссия по качеству окружающей среды - гидрографические карты и данные
  8. ^ http://www.setech-uk.com/pdf/Paper2.pdf ГИДРОГРАФИЧЕСКАЯ ИНФОРМАЦИЯ И ПРОМЫШЛЕННОСТЬ ПОДВОДНЫХ КАБЕЛЕЙ
  9. ^ http://sanpedrosun.net/old/belcable.html | Завершено обследование подводного кабеля BEL
  10. ^ http://www.hydro-international.com/news/id2826-Utec_Surveyor_Equipped_for_Deep_Ocean_Cable_Route_Surveys.html | Utec Surveyor оборудован для исследования кабельных трасс в глубоководных районах океана
  11. ^ http://www.hydro-international.com/news/id3583-Infrastructure_Survey_in_Turkey.html | Обзор инфраструктуры в Турции 14 декабря 2009 г.
  12. ^ "Hydro International: водные глубины краудсорсингом" (PDF) . openseamap.org .
  13. ^ a b c d e f "Страница не найдена - Управление береговой службы" . www.nauticalcharts.noaa.gov . Cite использует общий заголовок ( справка )
  14. ^ "История NOAA - Профили во времени / Биографии C & GS - Капитан Николас Х. Хек" . www.history.noaa.gov .
  15. ^ a b c "История NOAA - Торговые инструменты / Корабли / C & GS Ships / HECK" . www.history.noaa.gov .
  16. ^ a b Администрация Министерства торговли США по исследованию океанов и атмосферы. «Прорывная статья по методам гидрографических исследований» . празднование200years.noaa.gov .
  17. ^ "История NOAA - Инструменты торговли / Корабли / C & GS Ships / MARINDIN" . www.history.noaa.gov .
  18. ^ "История NOAA - Инструменты торговли / Корабли / C & GS Ships / OGDEN" . www.history.noaa.gov .
  19. ^ «История NOAA - Инструменты торговли / Корабли / Корабли C & GS / HILGARD» . www.history.noaa.gov .
  20. ^ a b «История NOAA - Торговые инструменты / Корабли / C & GS Ships / RUDE» . www.history.noaa.gov .
  21. ^ http://www.nauticalcharts.noaa.gov/hsd/docs/NHSP_2009_TextOnly.pdf | Приоритеты гидрографических исследований NOAA, издание 2009 г.

Внешние ссылки [ править ]

  • Международная гидрографическая организация
  • IHO - Загрузить / OHI - Téléchargement
  • NGA - Продукты и услуги, доступные для общественности
  • Гидрографическое управление Соединенного Королевства
  • Индийский военно-морской гидрографический департамент
  • Австралийская гидрографическая служба (AHS)
  • Armada Esapñola - Instituto Hidrográfico de la Marina
  • NOAA, Управление береговой службы, данные исследований
  • NOAA Marine Operations (Исследовательский флот)
  • Hydro International (профессиональный журнал по гидрографии с техническими и отраслевыми новостями).
  • АКАДЕМИЯ ПОЗИЦИОНИРОВАНИЯ МОРСКОЙ И БАТИМЕТРИИ

NOAA поддерживает обширную базу данных результатов опросов, диаграмм и данных на сайте NOAA .

  • Гидрографический веб-сайт NOAA
  • Портал NOS Data Explorer

  • Поддержка гидрографа
  • TeamSurv - гидрографические исследования, полученные из краудсорсинга