Кратко: при прогнозе повышения уровня моря $0.5-1.0\mathrm{m}$ нужно развернутое наблюдение морской поверхности и вертикальных перемещений земли, интеграция спутниковых и наземных данных и переход к временнó-зависимым системам координат/высот. Ниже — конкретный набор исследований, требования к мониторингу и необходимые изменения в системах координат/высот.
Необходимые геодезические исследования и мониторинг
- Сеть непрерывных GNSS (CORS/CGPS)
- цель: измерение вертикальных/горизонтальных скоростей деформации (VLM), привязка инфраструктуры.
- требования точности: вертикальные скорости с точностью порядка $1-5mm/yr$ в оптимальных условиях; позиционирование в реальном времени для инжиниринга (RTK/NETWORK).
- частота: непрерывно, оперативные решения ежедневно/реальном времени.
- Тидальные станции (прибрежные и эстуарные), включая современные датчики (радиолокация, давление)
- цель: локальные временные ряды относительного уровня моря (RSL), штормовые нагоны, приливная кривая.
- требования точности уровня: миллиметры для долгих рядов; синхронизация по GNSS для привязки к эллипсоиду.
- частота: непрерывно.
- Спутниковая альтиметрия и соль/гравиметрия
- цель: тренды абсолютного уровня моря (ASL), пространственные распределения давления/массы океана.
- интеграция с прибрежными наблюдениями для масштабов бассейна.
- ИнSAR и интерферометрия SAR
- цель: пространственно-разрешённый мониторинг оседания/подъёма земли (милиметровая чувствительность за год).
- требования: многоплатформенные сцены, временной базис месяцы-недели.
- Точные нивелирования (геодезическое нивелирование)
- цель: калибровка вертикальных шкал, контроль за мелкомасштабными изменениями (дамбы, дороги).
- требования точности: субмиллиметровые–миллиметровые относительные значения по трассе; кампании 1–5 лет в критических зонах.
- Гравиметрические измерения (абсолютная/производная гравиметрия)
- цель: обновление геоида, оценка перераспределения массы (осадок грунтов, грунтовые воды).
- периодичность: кампании / непрерывные станции по нужде.
- Береговая и морская съемка: LiDAR, многолучевая эхолокация (bathymetry)
- цель: карта берегового профиля, изменение береговой линии, морское дно (транзитные русла, дно вокруг дамб).
- периодичность: ежегодно—каждые несколько лет в динамичных участках; после экстремальных событий.
- Гидродинамические и морфодинамические наблюдения
- цель: измерение течений, уровней штормовых нагонов, моделирование воздействия повышения уровня моря на прибрежные процессы.
- интеграция с геодезией для привязки моделей к наблюдаемым высотам.
Как использовать данные (основные уравнения/концепты)
- Разделение относительного изменения уровня моря:
$$\Delta \mathrm{RSL}=\Delta \mathrm{ASL}-\Delta \mathrm{VLM},$$ где $\Delta \mathrm{RSL}$ — относительное изменение, $\Delta \mathrm{ASL}$ — изменение абсолютного уровня моря, $\Delta \mathrm{VLM}$ — вертикальное перемещение земли (положительное вверх).
- Связь эллипсоидных и ортиметрических высот:
$$h=H+N,$$ где $h$ — эллипсоидная высота (GNSS), $H$ — ортиметрическая (высота над уровнем моря/вертикальная точка), $N$ — геоидная нормальная (геоид/средняя поверхность).
- Временной параметр для высот/координат:
$$H(x,t)=H(x,t_0)+v_H(x)(t-t_0),$$ где $v_H(x)$ — вертикальная скорость в точке $x$, $t_0$ — эталонный эпоха.
Необходимые изменения в системах координат/высот
- Временнáя привязка (эпохи) и поле скоростей:
- ввести официальную эталонную эпоху $t_0$ и публиковать поля векторных скоростей (гориз./верт.) для преобразования координат/высот во времени;
- обеспечение инструментов и сервисов преобразования: $X(t)=X(t_0)+v_X(t-t_0)$, аналогично для $H$.
- Переход к GNSS-ориентированным рабочим высотам с модельным геоидом
- оперировать эллипсоидными высотами $h$ с наложением уточнённого геоида $N(x)$ и временных поправок, вместо жёсткой физической нивелировочной датумной поверхности;
- обеспечить связь между традиционной «морской» вертикальной датой и новой GNSS-геоидной системой (через тидальные точки и непрерывные наблюдения).
- Временнó-зависимый вертикальный датум
- официально ввести понятие «вертикальный датум с эпохой/скоростью», либо динамический вертикальный датум, чтобы инфраструктура могла учитывать предсказуемое оседание и изменение уровня моря.
- Обновление и частая ревизия геоида/гравиметрической базы
- для адекватного преобразования $h\leftrightarrow H$ и оценки экстремальных положений морской поверхности.
Практические требования к точности и частоте
- Критические объекты (дамбы, портовые сооружения): ежегодные/непрерывные наблюдения GNSS + нивелирование + InSAR; оперативные оповещения при отклонении скоростей от допустимых.
- Широкая прибрежная зона: непрерывные тидальные ряды и GNSS, bathymetry/LiDAR каждые 1–5 лет в динамичных секторах.
- Точности для инженерных решений и модельных входных данных: GNSS-вертикали и нивелирование на уровне миллиметров–сантиметров; tide-gauge тренды с точностью до миллиметров в год для долгосрочных трендов.
Интеграция с управлением рисками и инфраструктурой
- Поддерживать централизованную базу данных (временнó-зависимые координаты/высоты, поля скоростей, тидальные рядa).
- Генерация сценариев RSL для проектирования (квантилы риска, вероятностные сценарии) с учётом локальной VLM и штормовых воздействий.
- Интерфейсы для инженеров (API, трансформационные утилиты), чёткие правила проектирования с привязкой к выбранной эпохе и модели скоростей.
Резюме рекомендаций (коротко)
- Развернуть плотную сеть CORS + тидальные станции + InSAR + регулярные LiDAR/bathymetry.
- Публиковать временно-зависимые системы координат/высот с полями скоростей и инструментами преобразования.
- Перейти к GNSS-ориентированным рабочим высотам с привязкой к обновлённому геоиду и сохранять связь с традиционной тидальной датой.
- Частые ревизии и мониторинг в критичных зонах; интеграция данных в модели риска и оперативные системы принятия решений.
Если нужно, могу предложить конкретную схему сети наблюдений для выбранного прибрежного региона (количество станций, интервалы съёмок, требуемые метрологические характеристики).