Меню

Батиметрический план озера это

Батиметрическая съёмка

  • Батиметрическая съёмка — процесс сбора данных о глубинах (батиметрии) в зоне исследования. Выполняется с помощью специальных технических средств, в особых случаях может выполняться вручную. После необходимой обработки результаты батиметрической съёмки представляют собой массив геореференцированных данных, содержащий информацию о пространственном распределении глубин в зоне исследования. В зависимости от выбранной системы координат каждая глубина представляется в виде совокупности 3 значений:

* BLZ (Географическая широта; географическая долгота; глубина), либо

XYZ (Прямоугольные широта и долгота, в зависимости от выбранной проекции; глубина)В дальнейшем батиметрические данные (батиметрия) могут быть использованы для общего анализа рельефа дна и картосоставления либо решения прикладных задач (анализ заносимости, контроль за дноуглубительными работами и прочее).

Связанные понятия

Подход к агроэкологической оценке земель и проектированию адаптивно-ландшафтных систем земледелия может быть реализован лишь на основе картографических материалов, отражающих ландшафтную дифференциацию условий, которые учитываются при формировании систем земледелия.

В зависимости от точности результатов, которые необходимо получить при проведении мониторинга по тому или иному компоненту, явлению, процессу, от среды, в которой проходят исследования, доступных финансовых и других средств, используют различные методы мониторинга.

Проблема определения местоположения под землёй появилась практически одновременно с идеей освоения подземного пространства.

Источник

Батиметрическая съемка

Батиметрическая съемка

Батиметрия – наука, которая представляет собой измерение глубин водных объектов.

Батиметрическая съемка довольно полезная процедура, которая позволяет получить точные данные о рельефе дна. Данные о рельефе используют при составлении планов и топографических карт, профилей водных объектов.

Батиметрическая съемка производится с помощью мультилучевого сонера, который устанавливается на корабле, а так же с помощью воздушного сканера, устанавливаемого на самолете.

Данные методы имеют свои преимущества, так, например, мультилучевой сонер корабля дает высокую точность производимых работ – до 5 см в глубине и в плане.

Воздушное сканирование имеет высокую производительность (при съемке в масштабе 1:25 000, возможно произвести съемку до 2500 кв. км.)

В настоящее время для батиметрической съемки часто применяются батиметрические лидары, которые способствуют точному комплексному картографированию рек, озер, шельфовых зон океанов и морей, при этом производится не только картографирование глубин водных объектов, успешно проводится работа с картографированием прибрежных районов суши.

Особенно широко применяются лидары в тех местах, где по каким-либо причинам затруднена работа с традиционными методами акустической локации.

Данные, которые получают с лидаров, могут использоваться в различных сферах, в зависимости от необходимости. Это может быть морфологический анализ побережья и рельефа дна, составление морских навигационных карт и решение прочих прикладных задач, так же осуществляется при помощи батиметрических лидаров.

Батиметрический лидар (лазерно-локационный батиметр) – представляет собой сложный аэрогеодезический прибор, который работает по принципу дальнометра.

Батиметрический лидар имеет несколько особенностей, но в целом не отличается от традиционных воздушных лазерных сканеров, которые используются для проведения топографической съемки суши.

Устанавливаются данные приборы на авиационные носители, на легкие и средние летательные аппараты.

Установка производится как внешней подвеске, так и внутри фюзеляжа, при наличии люка, соответствующего размера.

Единственно препятствие, которое встает перед лазерно-лакационным батиметром, это наличие химических и механических примесей в водоеме. Максимальная глубина, на которой может проводиться данная съемка – 70 м.

Источник



Что такое батиметрия?

батиметрия это изучение и картографирование дна океана. Включает получение измерений глубины океана и эквивалентно топографическому картированию Земли.

Первоначально этот термин относился к относительной глубине океана над уровнем моря. Однако в настоящее время это означает подводную топографию или глубины и формы подводной местности..

Точно так же, как топографические карты представляют элементы рельефа почвы в трех измерениях, батиметрические карты иллюстрируют поверхность под водой..

Изменения в рельефе океана могут быть представлены цветом или контурными линиями, называемыми глубинными контурами или изотопами..

Батиметрия является фундаментом науки гидрографии, которая измеряет физические характеристики водоемов..

Но гидрография включает в себя не только батиметрию, но и форму и характеристики побережья; характеристики приливов, течений и волн, а также физико-химические свойства воды.

Характеристики батиметрии

Батиметрия предназначена для измерения глубины воды в океанах, реках или озерах. Батиметрические карты очень похожи на топографические карты, которые используют линии, чтобы указать форму и высоту почвенных характеристик.

Читайте также:  Моренные озера что это такое

Однако на топографических картах линии соединяют точки с одинаковой высотой. В отличие от батиметрических карт соединяют точки одинаковой глубины.

Например, круглая форма с меньшими и меньшими кругами в этом указывает на океаническую яму; они также могут указывать подводную гору.

В древние времена ученые проводили батиметрические измерения, бросая веревку рядом с лодкой и записывая длину, по которой веревка доходила до дна океана..

Однако эти меры не были точными и неполными; кроме того, веревка может измерять только глубину одной точки за раз.

Как сегодня собирается батиметрическая информация??

Информация со спутников может использоваться для создания карт низкого разрешения, которые показывают общие характеристики на большой территории.

Спутниковая альтиметрия измеряет высоту поверхности океана. Если на дне океана есть горы или холмы, гравитационная сила этого региона будет больше, а поверхность океана будет иметь объем.

Эта мера может также использоваться, чтобы показать, где дно океана выше; это может быть использовано для создания карт, которые показывают общие характеристики большой области в низком разрешении.

Есть также команда, которая собирает полосы данных, собирая несколько точек глубины в каждой области, например, эхолоты или измерения воздушных лазеров. Таким образом, вы можете собирать данные высокого разрешения.

В настоящее время эхолоты являются основным методом сбора батиметрической информации..

Эко зонды

Эхо-зонд посылает звуковой импульс со дна лодки на дно океана. Затем звуковая волна отскакивает назад к кораблю.

Время, необходимое для того, чтобы импульс покинул корабль и вернулся на него, определяет рельеф подводной почвы: чем дольше он длится, тем глубже вода.

Эхолот способен измерять небольшие участки дна океана. Однако точность этих мер все еще ограничена.

Лодка, с которой проводятся измерения, движется, изменяя глубину земли на сантиметры или даже футы.

Кроме того, некоторые водные организмы, такие как киты, могут прерывать прохождение звуковых волн.

Скорость звука в воде также варьируется в зависимости от температуры, солености и давления воды. Как правило, звук распространяется быстрее при повышении температуры, солености и давления.

В океане разные течения, разная температура и соленость. Постоянное движение океана затрудняет батиметрию.

Чтобы решить эти проблемы, были разработаны многолучевые эхолоты. Они характеризуются наличием сотен узких лучей, которые посылают пульсации звука.

Этот набор импульсов дает высокое угловое разрешение. Угловое разрешение — это возможность измерять разные углы в одном объекте..

Наличие более высокого углового разрешения означает, что отдельная характеристика дна океана, например, вершины горы, может быть измерена с разных углов, от сторон до вершины..

Многолучевые эхолоты также имеют лучшую точность. Они позволяют ученым наносить на карту больше дна океана за меньшее время.

Кроме того, они могут предоставить информацию о физических характеристиках почвы; например, они могут указать, состоит ли он из мягких или твердых отложений.

Важность батиметрии

Батиметрические записи используются для ряда целей, включая:

  • Проследите маршруты океана и для навигации лодок.
  • Управлять рыбалкой.
  • Оценка альтернативных энергий (таких как поддержка прибрежного ветра и оценка энергии волн).
  • Экологический менеджмент, включая создание базовых регистров для ведения мониторинга окружающей среды.
  • Оценка экологических соображений для управления морскими геологическими ресурсами; Это включает в себя выявление геологических опасностей, таких как оползни в подводной местности.
  • Определение морских границ.
  • Исследование прибрежных процессов и океанских течений, таких как модели цунами.

Международная гидрографическая организация измеряет и регистрирует батиметрическую информацию. Эти меры помогают поддерживать безопасную навигацию и защищать морскую среду вокруг планеты..

С помощью этой информации вы также можете создавать модели, имитирующие цунами. Это полезно, поскольку наличие подводных траншей может повлиять на силу и маршрут цунами или урагана.

Гидрография — изучение глубинных характеристик воды; батиметрия является частью гидрографии. Это неотъемлемая часть этой науки, которая включает в себя изучение и картирование водных объектов.

Источник

Построение батиметрической карты водоема

Данная статья рассчитана на новичка, который практически не имеет опыта использования специализированных ГИС программ, а по факту имеет только точки с координатами и глубинами.

Читайте также:  Озеро в пределах которого добывают нефть в южной америке

Используемые программы: ArcGis 10.2, Global Mapper 14, SAS.Планета, MS Excel 2010.

1. Получение файла с точками XYZ — долгота, широта, глубина.

Предполагается наличие точек с глубинами, снятыми с помощью эхолота, либо по старинке — веревкой с грузом в одной руке, gps приемником в другой. Если в последнем случае файл можно создать ручками, то во втором случае придется их извлекать из файлов эхолота. В конкретном случае рассмотрим извлечение точек из эхолота Lowrance MARK-4, возможно этот способ подойдет и для файлов других форматов других эхолотов благодаря всеядности программы Global Mapper.

1.1. В Global Mapper открываем формат lowrance .usr и экспортируем вектор в формате .csv (Файл->Экспорт векторов…). При экспорте снимаем галку «Формат шир/долг«

1.2. У получившегося .csv файла меняем расширение на .txt, открываем в блокноте, и заменяем запятые на точки с запятой, точки в числах на запятые. Сохраняем и открываем в Excel. Он предлагает данные разбить на столбцы. Указываем с разделителями, качестве разделителей — точка с запятой (;). Т.к. в некоторых случаях глубина указана в футах (как в нашем), то делаем отдельный столбец в метрах, для этого значение в футах умножаем на 0,3048. Удаляем все лишнее, кроме долготы, широты и глубины. Удаляем некорректные точки с очевидно неправильной глубиной. Сохраняем в формат Excel 1997-2003 (.xls). Все. Теперь у нас есть точки с глубинами.

1.3. Теперь необходимо создать периметр озера в виде точек, имеющих нулевую глубину. Для этого скачиваем с помощью SAS.Планета наиболее детализированный космоснимок интересующего водоема. Сохраняем в формате .ecw. Затем изменим его систему координат в WGS 1984: открывает его в Global Mapper’е. В настройках программы (Инструменты->Настройка->Проекция) указываем проекцию Geographic (Latitude/Longitude), СК: WGS84, и экспортируем в формат GeoTIFF (Файл->Экспорт->Экспорт растров…). Здесь стоит упомянуть, что называть файлы лучше на латинице без пробелов, также гарантированно работают цифры и знак нижнее подчеркивание(_), т.к. ArcGis критично относится к этому. И путь к файлу лучше чтобы был также на латинице. Открываем получившийся файл в ArcGis. Видим озеро немного искаженным — т.к. пока оно у нас в не спроецированной системе координат. Открываем точки с глубинами, который мы готовили в формате .xls. Присваиваем им значения долготы-широты (правой кнопкой мыши по таблице->Отобразить данные XY…), указываем в каком поле долгота, широта и глубина. СК: GCS_WGS_1984. Получаем точки которые лежат как бы в воде. Зачастую привязка скачанного снимка неточная, поэтому делаем его перепривязку, основываясь на точках с глубинами: вызываем панель Пространственная привязка (правой кнопкой мыши по пустому полю справа от меню->Пространсвенная привязка). Затем, смотрим рис. ниже, где: 1 — выбираем растр, который будем двигать, 2 — добавляем опорные точки: для этого сначала щелкаем по тому место (точке), которое нужно переместить, потом щелкаем туда, куда это место (точку) нужно подвинуть, основываясь на точках с глубинами, чтобы они не выходили на берег и стояли примерно там, где вы их ставили в натуре. 3 — выбираем Трансформировать — сохраняем растр.

Batim1.jpg

Теперь, когда водоем пододвинут под точки глубин, рисуем периметр озера точками: в ArcCatalog создаем новый шейп-файл (по папке в дереве каталогов щелкаем правой кнопкой мыши->Новый->Шейп-файл. ) Тип: точка, система координат: GCS_WGS_1984. Затем 2 раза щелкаем по получившемуся файлу – переходим в закладку Поля, добавляем 2 поля Lat и Long, тип поля — float. Если водоем маленький — указываем в поле Точность сколько цифр нам нужно после запятой, например, 0,000000. Нажимаем Ок. Перетаскиваем шейп а ArcMap. Создаем точки по периметру берега (правой кнопкой мыши по слою->Редактировать объекты->Начать редактирование, в правой части окна должно появиться окно Создать объекты, если не появилось — в меню Редактор, которое может быть в виде маленького окна выбираем Редактор->Окна редактирования->Создать объекты). После того, как создали точки, присваиваем полям Lat и Long соответственно координаты: правой кнопкой по слою в левом меню->Открыть таблицу атрибутов. Добавляем 2 новых поля: Кнопка Опции таблицы->Добавить поле. В открывшемся окне называем поля соответственно Lat и Long, тип: Double, точность в зависимости от размеров озер, для небольших пойменных озер, например, 0,00000. Нажимаем Ок. Затем правой кнопкой мыши по заглавию столбца->Вычислить геометрию, в открывшемся окне выбираем соответственно для столбца Lat — y, для Long — x. нажимаем Ок. Затем в меню Редактор выбираем Редактор->Завершить редактирование — тем самым сохраняем шейп. Затем данные по периметру экспортируем в Excel: Нажимаем кнопку ArcToolBox (обычно 5 кнопка в меню правее масштаба), здесь в дереве инструментов выбираем Конвертация->Excel->Таблица в Excel, перетаскиваем в пункт Входная таблица таблицу с периметром, в пункте Выходной файл Excel указываем куда сохранять.

Читайте также:  Примеры монолога в рассказе васюткино озеро

1.4. Формируем в одном Excel файле массив точек, состоящий из точек периметра и глубин.

2. Построение по точкам поверхности

2.1. Загружаем лист файла Excel в ArcMap. присваиваем, как говорилось выше, точкам координаты и глубину (СК: GCS_WGS_1984). Устанавливаем проекцию вида (двойной щелчок мыши по слову Слои в левом меню слоев, закладка Системы координат) проекцию WGS_1984_UTM_Zone_??N: Системы координат проекции->UTM->WGS1984->Северное полушарие->WGS 1984 UTM Zone ??N, где вместо ?? выбираете ту, где лежит водоем.

2.2. Экспортируем в шейп-файл: правой кнопкой мыши по слою->Данные->Экспорт данных. Ставим точку в пункте Фрейма данных, и выбираем путь куда сохранить шейп. Подгружаем шейп на карту.

2.3. Выбираем в ArcToolBox: Инструменты Spatial Analyst->Интерполяция растра->Топо в растр. Во входные данные перетаскиваем наш шейп-файл, он отобразится в таблице ниже. В столбце «Поле» указываем столбец, где хранятся данные по глубинам (обычно третий столбец), в столбце «Поле» выбираем PointElevation. Указываем выходную растровую поверхность (вручную вбиваем название файла файл с расширением .tif), указываем размер выходной ячейки (лучше выбирать поменьше чем предложено, в зависимости от размера водоема). Нажимаем ОК — растр готов. Это один из возможных методов построения модели котловины. Другой, не менее распространенный — метод Кригинга. Инструмент расположен в дереве рядом: Инструменты Spatial Analyst->Интерполяция растра->Кригинг. Поля заполняются по аналогии (Входные точечные объекты, поле значений Z, Выходная растровая поверхность). Для каждого конкретного случая можно выбирать различные методы. Стоит отметить, что при построении методом Кригинга если водоем имеет изрезанную береговую линию, и в не во всех заливах стоят точки с глубиной, то в полученной модели дна в этих заливах уровень дна может выйти выше поверхности воды.

3. Визуализация полученного растра.

3.1. Разукрашивание в зависимости от глубины. Двойной щелчок по растру в левом окне, откроется окно Свойство слоя, переходим на закладку Символы. В левом поле выбираем Классификация, нажимаем на кнопку Классификация, указываем в выпадающем меню Заданный интервал цифру в метрах — через какой интервал разукрашивать поверхность. Нажимаем Ок. Здесь же можно выбрать цветовую схему из предложенных. Нажимаем Ок. Как видно, поверхность у нас продолжается за периметром озера. Чтобы сделать ее прозрачной, два раза щелкаем по цветному прямоугольнику в меню слоев слева, который соответствует высоте за периметром озера, в открывшемся окне выбираем закладку Свойства, и ставим галочку напротив пункта Прозрачный цвет.

3.2. Создание изолиний. ArcToolBox->Инструменты Spatial Analyst->Поверхность->Изолинии. Во Входной растр перетаскиваем наш растр, указываем файл shape на выходе, и интервал, через который будут нарисованы изолинии (обычно это тот же интервал, что и в предыдущим пункте). Нажимаем Ок — изолинии готовы. Подписать их можно дважды щелкнув по слою изолиний в левом окне, выбрав закладку Надписи. Обычно значения высот лежат в поле CONTOUR.

3.3. Создание карты для публикации. Переходим в вид компоновки: Вид->Компоновка. Масштабируем, передвигаем для лучшего представления карту. Делаем подписи. Вставляем градусную сетку: двойной щелчок по слову Слои в левом меню, закладка Сетки, нажимаем Новая сетка. Далее по пунктам оформляем ее. Через пункт меню Вставка вставляем легенду, масштабную линейку. Батиметрическая карта готова! Можно экспортировать: Файл-Экспорт карты.

Источник