Охрана окружающей среды пособие 4 модуль (1135362), страница 16

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 16)

Также за пределамиразрешения метода остаются организмы инфауны;разрешающая способность метода (даже для камер с одинаковымитехническими характеристиками) может сильно различаться и зависеть оттипа субстрата, на котором проводиться съемка, и степени прозрачностиводы.Данные, получаемые при помощи метода фотосъемки:Качественный анализ кадров позволяет достаточно точно выявить те же сообщества,которые выявляются при разборе проб.Фотосъемка хорошо пригодна для определения сообщества, но не может являтьсяединственным методом учета фауны, т.к. при любом разрешении многие организмыостаются не учтенными (инфауна).86Неотмасштабированные фотографии позволяют изучить распределение видов,проективное покрытие дна водорослями, характер микрорельефа и др.МЕТОДЫ ДИСТАНЦИОННЫХ ПОДВОДНЫХ ИССЛЕДОВАНИЙГеофизические методыОсновные понятия:Сонограмма – способ представления данных гидролокации бокового обзора (ГЛБО).На сонограмме отображается интенсивность обратного рассеяния (параметра, которыйизмеряется с помощью гидролокатора) вдоль профиля.Мозаика – площадной способ представления данных гидролокации бокового обзора.Составляется из отдельных обработанных сонограмм, выложенных на карту.Первое вступление – первое резкое отклонение записи сигнала от положенияравновесия (от нуля).Шаг по профилю – расстояние, которое успевает пройти корабль, между двумяпоследовательными излучениями.Ширина полосы обзора – ширина исследуемой области дна перпендикулярнодвижению судна.Гидролокация бокового обзораМетодология картирования донных сообществ с применением ГЛБО основываетсяна следующем:существование достаточно прочной связи между типом грунта и составом донногонаселения.

На тип грунта влияет макрорельеф, течения, глубина;надежновыявляютсяконтурыдонныхосадков,различающиесяпогранулометрическому составу;получаемый отраженный акустический сигнал характеризует не только тип грунта,но и состав донного населения, поскольку различные виды донных организмов ирезультаты их жизнедеятельности существенно влияют на микрорельеф осадка, меняя егоакустические характеристики.Получение карты распределения отраженного акустического сигнала позволяетвыявлять контуры с разной отражающей способностью поверхности. Планирование сеткистанций для заверки выделенных контуров позволяет намного сократить объемдночерпательных съемок.

На следующем этапе составляют алгоритм биологическогодешифрирования акустического сигнала. Точность и надежность интерпретацииакустического сигнала определяется на основании количества обработанных ключевыхучастков, используемых для дешифрирования.Принцип работы гидролокатора бокового обзора87Гидролокатор бокового обзора состоит из погружаемого в воду антенногокомплекса, блока приема-передачи, блока питания и компьютера, с помощью которогоосуществляется регистрация данных.

Антенна гидролокатора состоит из источникаупругих волн и приемника. В зависимости от модели антенна может быть одна (тогда в неевходит два комплекта источник-приемник для изучения дна как слева, так и справа покурсу) или две, причем каждая устанавливается на соответствующий борт корабля.Исследование дна акватории производится на ходу судна.Рисунок 1. Схема излучения и приема акустического сигнала.Акустическое изображение дна, или карта величин обратного рассеяния,формируется следующим образом. Под водой акустический импульс, подобно лучупрожектора или радара посылается в сторону дна, приемник регистрирует величинуобратного рассеяния, т.

Е. энергию импульса, который отразился в сторону излучателя(источника) (рис. 1). Расстояние до объекта определяется как произведение скорости звукав воде на половину временного интервала между испусканием импульса и прибытием егоэха.Различный коэффициент рассеяния т. е. интенсивность принимаемого сигнала уразличных объектов (грунтов или предметов) зависит от их типа. Например сигнал отзаиленной поверхности будет слабее, чем от отмытого песка.

Рельеф дна также влияет на88интенсивность обратного рассеяния: участки, ориентированные в сторону приемника,будут на сонограмме представлены более сильным сигналом. Количество энергии,вернувшейся к приемнику, зависит от угла падения луча: чем он ближе к вертикальному,тем выше величина обратного рассеяния.Плотность донных осадков, шероховатость микрорельефа и угол падения –основные причины возникновения темных и светлых участков на сонограммах.

Повзаимному расположению тени и яркого отражения на сонограмме можно определить знакнеоднородности рельефа, а по величине акустической тени – высоту объекта, лежащего надне, или положительной неоднородности рельефа.Поскольку основной задачей гидролокации является обнаружение биологических,геологических и геоморфилогических объектов на морском дне, необходимо ввестипонятие разрешающей способности – возможности воспринимать два близко стоящихобъекта как различные, а не как один, но большой объект. Поперечная разрешающаяспособность зависит от ширины озвучиваемой области вдоль движения судна. Разрешениепоперек профиля снижается по мере удаления от трека.

Разрешение вдоль профиля зависитот ширины луча и скорости буксирования аппарата.Методы обработки и анализа информацииАлгоритм обработки сонограмм для построения карты величин обратногорассевания:конвертация данных из внутреннего формата комплекса ГЛБО в стандартныйтип сейсмических данных SGY;загрузка данных в обрабатывающую программуввод навигации;пикировка первых вступлений;ввод AVG-поправки (AVG - angle variate gain, выравнивание усиления взависимости от угла);построение мозаики.При обработке данных гидролокации бокового обзора, каждый полученный профильвыкладывается в отдельную мозаику.

Каждый сформированный графический файл имеетгеографическую привязку, что в дальнейшем позволяет совместить полученные данные.Использование ГЛБО при картографировании распределения донных сообществДля анализа и интерпретации данных исследователи выбирают подходящиебиологические и геофизические характеристики интересующего полигона.891. Биологические характеристики. В качестве биологических характеристик могутбыть использованы биомассы и численности доминирующих видов, результатыклассификации донных сообществ.2. Геолого-геофизические характеристики. Характеристики сонограммы (атрибуты)должны быть выбраны исходя из следующих условий: 1) отсутствие корреляций междуатрибутами(обязательноеусловиеиспользованиястатистическогоанализа),2)существование связи между атрибутами и характеристиками среды. Ниже приведеныосновные атрибуты, которые могут быть использованы в анализе:глубина;медиана амплитуды (характеристика отражающей способности грунта; мягкиегидратированные осадки обладают низкой отражающей способностью, в то времякак гравий, галька, валуны – высокой отражающей способностью);дисперсия (характеристика однородности осадка: высокие показатели дисперсиихарактерны для плохо сортированных осадков, т.е.

содержащих разныегранулометрические фракции в равных долях);STD/MED (зависимость сортированности грунта и его отражающей способности);асимметрия (связана с сортированностью грунта: отрицательные значенияасимметрии показывают преобладание мелкодисперсных частиц таких, какалеврит и пелит, а положительные значения характерны для грунтов спреобладанием грубообломочного материала);эксцесс (мера преобладания доминирующей фракции грунта, т.е.

монотипностигрунтов);центральная частота (характеристика фракции грунта, обратно пропорциональнаразмеру частиц);среднеерасстояниемеждупиками(комплекснаяхарактеристикапространственного распределения фракций;отношение амплитуд высоких и низких частот спектра сигнала (отношениеотражающей способности тонких и грубых фракций).Для построения карт распределения донных сообществ и элементов донноголандшафта на основании результатов съемки гидролокатором бокового обзора необходимопроизвестипривязку точечных«биологических» характеристики«площадных»геофизических данных. Для этого необходимо сравнить координаты точек выборокгеофизических и биологических данных и объединить наиболее близкие точки. Дистанцияпоиска была выбирается исходя из точности привязки биологических проб.90По результатам процедуры сравнения выборок исследователи получают своднуютаблицу, в которой часть точек имеет известные геофизические и биологическиепараметры, а для остальных точек известны только атрибуты сигнала гидролокатора.После этого необходимо провести проверку, результаты которой должны дать ответна вопрос: показательны ли выбранные атрибуты сонограммы для разделения на группы,соответствующие выбранной классификации (по биомассе, численности и др.), т.е.сопоставляются ли выделенные группы характеристикам сонограммы?Выработка алгоритма присвоения точечной биологической информации площаднымданным на основании сводной таблицы, содержащей биологические и геофизическиеатрибуты может быть реализована при помощи дискриминантного анализа.

Полученныедискриминантные функции для выделенных биологических групп используются дляанализа всех имеющихся точек, в том числе и для которых были известны только атрибутысигналагидролокатора.Ошибкаметодаподсчитываетсяисходяизсравненияапостериорной с априорной классификаций.Фото- и видеосъемка днаВыполнение съемки во время водолазных погруженийСъемка с рук дает максимум степеней свободы: оператор, по своему усмотрениюможет менять планы, переходя от макросъемки к панорамной и обратно. Но, это можетявляться и недостатком, так как постоянное изменение размера кадра и угла съемкизатрудняет формализацию данных для количественного учета.

Характеристики

Список файлов лекций