Interested Article - Батиметрия

Батиметрия — изучение рельефа подводной части водных бассейнов: как мирового океана , так и озёр , рек и т. д. В среде специалистов данный термин может использоваться как совокупность данных о глубинах водного объекта , результат батиметрической съёмки . Другими словами, батиметрия — подводный эквивалент топографии или гипсометрии . Название дисциплины сложено из греч. βαθύς (батус), «глубина» и μέτρον (метрон), «мера». Данные, полученные в результате батиметрических исследований, в основном используются для обеспечения поверхностной и подводной навигации , а также имеют широкое научное применение. Изображение подводного рельефа на батиметрических картах во многом сходно с его изображением на обычных топографических картах, но вместо изогипс здесь используют изобаты — линии с одинаковой глубиной относительно уровня моря . Для увеличения наглядности батиметрических карт, как и в случае их надводных аналогов, широко используют способ отмывки рельефа, а также цифровые модели рельефа. Палеобатиметрия занимается изучением подводных глубин предыдущих эпох.

Получение данных

Гидролокация

Изучение рельефа морских глубин начиналось с промеров глубин с помощью лота . В старину для этого использовали крепкую бечёвку с грузом, которую свешивали за борт судна. Очевидно, что данный метод позволял измерять глубины лишь последовательно, одну за другой, а также требовал значительных затрат времени, не говоря уже о получаемой точности измерений: на результате сказывался вес груза и скорость движения судна, вносили погрешности также и течения.

Сегодня батиметрия оперирует данными, получаемыми с помощью гидроакустических лотов (эхолотов, или сонаров ), вмонтированных в дно судна; также активно используются данные спутниковой съёмки и лидаров (лазерных локаторов ИК-диапазона). Принцип действия сонаров основан на подсчёте времени между отправкой и приёмом отражённого звукового сигнала. Результаты космической съёмки требуют использования определённых спектральных каналов и специальной обработки для получения данных о глубине.

С 1930-х годов для получения батиметрических карт использовались сонары с узкой диаграммой направленности . Сегодня же используются сонары с диаграммой направленности, равной 90—170 градусам. Плотный пучок излучения таких гидролокаторов обеспечивает высокое угловое разрешение, а следовательно — точность измерений. Широкая полоса охвата (зависит от глубины подстилающей поверхности) позволяет делать меньшее число заходов, а частота обновления в 0,1—50 Гц (также зависит от глубины) позволяет судну двигаться с высокой скоростью, не теряя при этом в качестве покрытия. Бортовые гироскопы и датчики пространственного положения отслеживают ориентацию судна на момент съёмки и позволяют вносить в результаты измерений поправки на крен , дифферент и рыскание , обусловленные динамикой водной поверхности. Бортовые датчики GPS позволяют отслеживать положение судна относительно земной поверхности и точно привязывать результаты батиметрической съёмки.

Полученные же результаты промеров глубин обрабатываются автоматически либо в полуавтоматизированном режиме и после обработки обычно представляются в виде цифровой модели рельефа ( в виде совокупности точек, объединённых в поверхность ).

Данные дистанционного зондирования

Как уже упоминалось выше, информация, полученная методами дистанционного зондирования (космическая сканерная и радарная съёмки океанов и т. п.), также находит активное применение в батиметрии. По результатам спутниковой радиометрии отслеживаются небольшие изменения уровня моря, произошедшие в результате гравитационного поднятия подводных хребтов, гор и других подводных объектов. Так как в среднем уровень моря над хребтами и прочими возвышенностями превышает его уровень над глубоководными равнинами и впадинами, то на основании этих измерений также возможно картирование подводного рельефа.

Проблемы представления данных

Данные батиметрии выражаются через системы координат , высотная компонента которых отсчитывается от среднего уровня приливов/отливов. Некоторые проблемы здесь связаны с тем, что, например, в США данные глубоководной батиметрии основываются на уровне отсчёта, связанном со средним уровнем моря Mean Sea Level (MSL) , однако большая часть прибрежных территорий основывается на среднем минимальном уровне моря ( Mean Lower Low Water, или MLLW ). В большинстве стран за нулевой уровень принят минимальный уровень моря, связанный с астрономическими параметрами Lowest Astronomical Tide (LAT) . Таким образом, в зависимости от режима приливов/отливов для различных территорий существует множество уровней отсчёта, что может приводить к сложностям при систематизации.

Батиметрия и связанные с ней исследования

Специалисты в области батиметрии наряду с исследованиями подводного рельефа также занимаются геологией и геоморфологией дна мирового океана, исследованием геодинамической активности ( подводные вулканы и землетрясения). Таким образом, получение и анализ батиметрических данных имеют важнейшее значение в исследовании мирового океана, а также в обеспечении безопасности морской и речной навигации.