Кейс по морской и аэро-геодезии: при создании прибрежной навигационной карты обнаружено смещение береговой линии вследствие подмыва и муссона — какие наблюдения, модели приливов и учёт вертикальной деформации нужно применить, чтобы обновить карты и предупредить морскую навигацию

12 Окт в 14:28
1 +1
0
Ответы
1

Коротко: для корректного обновления прибрежной навигационной карты и выдачи предупреждений нужно сочетать оперативные наблюдения гидрографические,аэрофотосъёмка/льидар,нивелирование,непрерывныйGNSS/тангентыгидрографические, аэрофотосъёмка/льидар, нивелирование, непрерывный GNSS/тангентыгидрографические,аэрофотосъёмка/льидар,нивелирование,непрерывныйGNSS/тангенты, локальную приливную модель + гидродинамическое моделирование прилив/волн/шторма, и учёт вертикальной деформации побережья VLMVLMVLM из GNSS/InSAR/нивелирования. Ниже — детально и по шагам.

1) Наблюдения чтоикаксобиратьчто и как собиратьчтоикаксобирать

Оперативная гидрографическая съёмка:
Многолучевой эхолот MBESMBESMBES с точной геопозицией RTKGNSS/PPPRTK GNSS/PPPRTKGNSS/PPP, компенсировать причал и датум судна.Сторисканер для картирования обнажённого мусора и бьефа.Подповерхностный профиль sub‑bottomprofilersub‑bottom profilersubbottomprofiler, если нужно понять донный слой и риск подводного обрушения.Частота обновления: при изменчивых условиях — после каждого сильного муссона/штормового события; иначе по плану согласно IHO‑классу.Батайметрический аэрольидар и фотограмметрия:
Авиа/БПЛА‑лидар для картирования прибрежной полосы и береговой линии плотностьточекиточностьпозиций—см.требованияплотность точек и точность позиций — см. требованияплотностьточекиточностьпозицийсм.требования.Высокораспознавательные ортофото и береговые профили для определения линии отлива/линией прибоя.Нивелирование / геодезическая опора:
RTK/PPP GNSS на границе суша‑море и на контрольных точках; фиксация эпохи измерения.Высокоточное нивелирование при наличии исторических нивелиров — для привязки к национальному вертикальному датуму.Метео‑ и гидрологические наблюдения:
Приливная станция tidegaugetide gaugetidegauge с высокочастотной записью 1минилилучше1 мин или лучше1минилилучше и телеметрией.ADCP/установки для измерения течений, направления и скорости волн, дебита рек особенноприустьях/дельтахособенно при устьях/дельтахособенноприустьях/дельтах.Наблюдения осадкообразования:
Маркеры/трекинг донного материала, береговые профили до/после сезона муссонов.Космические наблюдения:
Высокочастотные GNSS‑станции для VLM.InSAR Sentinel‑1идр.Sentinel‑1 и др.Sentinel‑1идр. для пространной карты вертикальных деформаций и смещений береговой линии.Оптические и SAR‑снимки для многовременного мониторинга береговой линии и отложений.

2) Приливные модели и гидродинамика чтоприменятьчто применятьчтоприменять

Статическая/классическая коррекция приливов:
Локальный гармонический анализ по данным приливных станций наборгармоникнабор гармоникнаборгармоник. Создать локальную приливную модель harmonicconstituentsharmonic constituentsharmonicconstituents и использовать для приведения уровней к chart datum LAT/MLLW/национальныйCDLAT/MLLW/национальный CDLAT/MLLW/национальныйCD.При отсутствии длинного ряда — привязка к региональной/глобальной модели FES2014,TPXO9/GOT,нопредпочтительнеерегиональныекалиброванныемоделиFES2014, TPXO9/GOT, но предпочтительнее региональные калиброванные моделиFES2014,TPXO9/GOT,нопредпочтительнеерегиональныекалиброванныемодели.Динамическое моделирование:
Гидродинамические модели ADCIRC,Delft3D,SCHISMADCIRC, Delft3D, SCHISMADCIRC,Delft3D,SCHISM для расчёта приливов, течений, шторма и сезонных изменений монсунмонсунмонсун.Волно‑модели SWAN,WAVEWATCHIIISWAN, WAVEWATCH IIISWAN,WAVEWATCHIII для оценки ударных волн и прибрежной трансформации.Модели совместного прилив‑сург‑волна coupledsurge/tide/wavecoupled surge/tide/wavecoupledsurge/tide/wave для оценки штормовых надувов и экстремальных уровней моря.Учет атмосферного влияния:
Инверсия барометрического давления IBнауровнеморяIB на уровне моряIBнауровнеморя, ветровые поля и приток речного стока при дельтах.Представление уровней:
Ясно указывать, к какому датуму привязаны данные ellipsoidalITRFepoch,илинациональныйвертикальныйдатумellipsoidal ITRF epoch, или национальный вертикальный датумellipsoidalITRFepoch,илинациональныйвертикальныйдатум, и давать преобразования геоиднаямодель:EGM2008/EGM2020илинациональнаяреализациягеоидная модель: EGM2008/EGM2020 или национальная реализациягеоиднаямодель:EGM2008/EGM2020илинациональнаяреализация.

3) Вертикальная деформация побережья VLMVLMVLM

Оценка и карта VLM:
Непрерывные GNSS‑станции → временные ряды вертикальных скоростей mm/yrmm/yrmm/yr.InSAR для пространной картины субсиденции/подъёма особенновзонахнеоднороднойосадкиособенно в зонах неоднородной осадкиособенновзонахнеоднороднойосадки.Высокоточное нивелирование интервалы,гдедоступноинтервалы, где доступноинтервалы,гдедоступно для долгосрочного связывания.Если есть факторы: откачка грунтовых вод, осадка наносов, тектоника — учесть в интерпретации.Применение к данным:
Привести все высоты к единому epoch и учесть накопленную деформацию между epoch измерения и epoch публикации карты.Коррекция глубин и береговой линии по скорости VLM например,−5мм/год=уменьшениеглубинына5мм/годнапример, −5 мм/год = уменьшение глубины на 5 мм/годнапример,5мм/год=уменьшениеглубинына5мм/год.Доп. источники:
Абсолютная гравиметрия при необходимости для долгосрочных изменений редкотребуетсяредко требуетсяредкотребуется.

4) Процесс обработки и контроль качества

Привязка по времени: все гидро‑ и метео‑данные должны быть синхронизированы во времени UTC,ITRFepochUTC, ITRF epochUTC,ITRFepoch.Преобразование высот:
GNSS эллипсоидныеэллипсоидныеэллипсоидные → ортометрические через геоидную модель, затем → chart datum учестьлокальныеприливныеконстантыучесть локальные приливные константыучестьлокальныеприливныеконстанты.Приливные поправки: применять локальную гармонику или modelled water level + non‑tidal residuals.Оценка неопределённости: квантовать вертикальную и горизонтальную точность IHOS‑44требованиядляразличныхзаказовсъёмкиIHO S‑44 требования для различных заказов съёмкиIHOS‑44требованиядляразличныхзаказовсъёмки, указывать погрешности на карте.Детектирование изменений: автоматизированные алгоритмы сравнения многовременных МВЕS/лидар/оптики + ручная валидация.

5) Практические пороговые значения и действия для навигации

Пороговые значения для срочного обновления / предупреждения:
Смещение береговой линии > 10–20 м вблизи судоходных подходов / фарватеров — немедленная проверка и временное предупреждение.Изменение глубины в навигационном коридоре, которое уменьшает безопасный дифференциальный диаметр над котлом/рекомендуемой осадкой судна на >10% или >0.5–1.0 м взависимостиотрайонав зависимости от районавзависимостиотрайона — оперативное уведомление.Появление новых топографических/подводных препятствий — немедленное сообщение и маркование.Меры:
Выпустить предупреждение в систему Notices to Mariners NtMNtMNtM, временные и предварительные предупреждения TT/PNTT/PNTT/PN.Расставить временные буи/ограждения, временные маркеры, изменить маршрут VTS/ограничения скорости.При необходимости — закрыть подходы до выполнения дополнительной детализации.

6) Частота и оперативность обновлений

После сильных муссонов/штормов: быстрая облётная/катерная проверка критичных зон days–weeksdays–weeksdaysweeks.Плановое переобследование:
В активно изменяющихся участках — ежегодно или по сезону.В стабильных — согласно IHO‑требованиям нескольколетнесколько летнескольколет.Постоянный мониторинг с автоматическими станциями tidegauge+GNSS+ADCPtide gauge + GNSS + ADCPtidegauge+GNSS+ADCP для раннего детектирования аномалий.

7) Рекомендации по стандартам и публикации

Привязка и качество по IHO:
Гидрографические работы и допуски — IHO S‑44.Электронные карты — S‑57 / S‑101, батиметрия крупными слоями S‑102.Документация:
Указывать epoch, datums, модели приливов, допуски и неопределённости в метаданных.Включить прогнозы:
Предоставлять краткосрочные прогнозы изменений береговой линии и уровней моря для шторма/муссона гидродинамическаямодельгидродинамическая модельгидродинамическаямодель.

8) Оборудование/параметры ориентирыориентирыориентиры

MBES: позиционирование RTK GNSS (смещение <10 см), звуковая скорость в воде профилированиеSVPпрофилирование SVPпрофилированиеSVP.Tide gauge: частота ≥1 мин, резервирование питания и телеметрия.GNSS‑станция: ежедневные решения, устойчивое многолетнее время наблюдений для VLM год+год+год+.Airborne lidar: плотность точек ≥2–8 pts/m2 для береговой зоны, вертикальная точность ~10–20 см илилучшеили лучшеилилучше.InSAR: временной интервал карт ~monthly Sentinel‑1Sentinel‑1Sentinel‑1 — для пространной VLM картины.

Краткий рабочий план пошаговопошаговопошагово

Быстрая проверка пост‑штормпост‑штормпостшторм: дрон + акустика для выявления явных изменений.Установка/проверка tide gauge и GNSS, сбор времени для локальной приливной модели.Полная гидрографическая съёмка MBES + батиметрический лидар в критичных зонах.Анализ VLM через GNSS/InSAR и корректировка высот к epoch публикации.Приведение глубин к chart datum с использованием локальной модели приливов и гидродинамики.Обновление карт/ENC, выпуск NtM и установка временных навигационных средств.План мониторинга и периодических переобследований.

Если нужно, могу:

Предложить шаблон действий для Notices to Mariners и для ВТС;Посчитать пример корректировки глубин при заданной скорости оседания и интервале между съёмками;Подобрать конкретные модели приливов/программы для вашего региона, если вы укажете местоположение и доступность данных приливныеряды,GNSS,спутниковыеснимкиприливные ряды, GNSS, спутниковые снимкиприливныеряды,GNSS,спутниковыеснимки.
12 Окт в 19:16
Не можешь разобраться в этой теме?
Обратись за помощью к экспертам
Гарантированные бесплатные доработки в течение 1 года
Быстрое выполнение от 2 часов
Проверка работы на плагиат
Поможем написать учебную работу
Прямой эфир