מבוא ל- Deep-Sea Hydrographic Mapping

רצפת האוקיינוס נותרה אחת הגבולות הפחות נחקרו על פני כדור הארץ, עם יותר מ 80% עדיין לא ממפה ברזולוציה גבוהה.מיפוי הידרוגרפי עמוק-ים הוא מדע המדידה והתיאור של התכונות הפיזיות של קרקעית הים, מתן מידע ביקורתי לניווט, ניהול משאבים, מחקר אקלים, ושימור בתי הגידול של שיטות עיבוד מסורתיות, בעוד יסוד, מוגבלים על ידי סיקור איטי ופתרון קוהרזה.

קרנות: פלטפורמות רכב מרוחקות עבור הידרוגרפיה

AUVs: סקרים אוטונומיים של עמוק

(ה) [ה]החוקה:0 [AUVsssofLT:1] פועלת ללא tether, לאחר משימות טרום-פרוגרמה לאיסוף נתונים על פני אזורים עצומים.מודרני AUVs כמו FLT:2 WHOI REMUS 6000FLT 3, ו- קונגוסברג Hugin יכול לצלול ל-6,000 מטרים ולרוץ ל-24 שעות נוספות.

ROVs: תצפיות והתערבות

בעוד AUVs מצטיין במיפוי רחב, הם מציעים וידאו בזמן אמת, יכול לפרוס כלים עבור נתונים ב- הכרזה על בסיס ומודלים. Tethered לספינת פני השטח, הם מציעים וידאו בזמן אמת ויכולים לפרוס כלים עבור נתונים של נדר קרקעית אמת (Vs) מערכות כגון FLT:2 Jason / MedeaVFLT לשאת בנו רב-bear, עדיין לאמת תכונות זיהוי של בדיקות אוויריות ואימות.

טכניקות מתפתחות במפת רכב מרחוק

Multibeam Sonar Technology: Next-Generation Resolution

(ב) , רמקולים רבים (MBES) נשארים עמוד השדרה של מיפוי ים (ההר על AUVs ו-ROVs), מערכות אלה פולטות מעריץ של דבורים אקוסטיות ורשומות את זמן החזרה שלהם ואת עוצמתם.ההתפתחויות האחרונות כוללות אלגוריתמים (FLT:0synthetic aperture aperture aperture aperture) עבור מעבדי ALT1, אשר מסונתז מערך וירטואלי גדול יותר לייצר תמונה עם רזולוציה 3 מטרים רבועים של 3FIX) ו-FIDIQ2, לדוגמה, אלגוריתמים של חומר למניעת רעש, ו-FERCV.

פריצת דרך נוספת היא (FLT:0) 000, 300, 400 kHz) בו זמנית תדרים שונים חודרים או backscatter באופן שונה, המאפשר סיווג של סוגים תת-סטראטים (רוק, חול, בוץ) ישירות מהתגובה האקוסטית.

LiDAR ו- Optical Imaging: לראות בחושך

לידר (Light Detection and Ranging) היה כלי טיס, אבל מערכות תת-קרקעיות קומפקטיות פרוסות כעת במעמקים רדודים ומימיים (0-200 מ') לייזרים באורך גלי ירוק (למשל, 532 nm) חודרים מים היטב, וסריקה LiDAR רכובה על ROVs יכולה לייצר עננים צפופים של מבנים כמו אלמוגים, אוניות, צינורות, צינורות, ו צינורות, לדוגמה, 3DR2DR2DR.

מצלמות אופטיות בעלות הגנה גבוהה משלימות את הנדר על ידי מתן אלגוריתמים של צבעים ומרקם. Advances in the FLT:0LED תאורה מערך תאורה LEDs FLT:1 ו-FLT:2underwater Color FixFLT 3 (הידוע גם במערך תאורה של שידורים של תמונות ומצלמות אופטיות, תוך כדי שיפור נרחב של מצלמות הדגמה אופטית.

פרופ' רינג: חתירה מתחת לים

מעבר לפני השטח של קרקעית הים, פרופילים תת- ⁇ (SBP) משתמשים בקול נמוך קידוד (למשל, 2-20 kHz) כדי לצלם שכבות של שפלמנט. Integrated לתוך AUVs כמו FLT:0Teledyne GaviaFLT:1, מערכות אלה יכולות למפות תכונות קבורה כגון חיוורקו ערוצים, גזים, אתרי ארכיאולוגיים, אשר מספקים קשקשים גבוהים יותר מאשר רזולוציה גבוהה של רצפה (Ricial) קומפקטית, רזולוציה גבוהה יותר קומפקטית, קומפקטית, רזולוציה גבוהה יותר מאשר מערכות קומפקטית (Ricial רזולוציה גבוהה קומפקטית) קומפקטית, קומפקטית, קומפקטית, קיבולת קומפקטית, קומפקטית, קומפקטית, 000 קומפקטית, קומפקטית, 000 רזולוציה גבוהה קומפקטית, , קומפקטית, קומפקטית, 000 , קיבולת , , , , קומפקטית, קומפקטית, קומפקטית, 000 קומפקטית, קומפקטית, קומפקטית, 000 קומפקטית, 000 קומפקטית, 000 קומפקטית, 000 קומפקטית, 000 קומפקטית, 000 רזולוציה גבוהה יותר קומפקטיות

חידושים בעיבוד נתונים ואינטגרציה

Machine Learning for Automated Feature Detection

נפח הנתונים שנאספו על ידי כלי רכב מודרניים מרוחקים - טרה-בייט למשימה - דרישה לניתוח אוטומטי.מודלים למידת מכונה (ML) מודלים, במיוחד רשתות עצביות אבולוציה (CNN), מאומצים כעת לזהות תכונות קרקעית הים כגון pockmarks, סלעים, אלמוגים, אלמוגים אלמוגים אלמוגים, ופגמים ליניאריים.

טכניקות למידה לא מבוססות, כגון FLT:0 (cluster ניתוח על רבבאם רחצה ו backscattercioFLT:1, לייצר מפות סיווג ים אוטומטיים. שיטות אלה להפחית את המימדליות כדי לשלב שכבות מרובות (מעמיק, מדרדר, שטיחים, כוח אחורי) לאזורים ייחודיים - למשל, להבחין מדרונות סלעיים תלולים מסרום שטוח, כאשר הם מאמתים את הפירושים של קרינת הרוקד וקודמת וידאו פשוטה.

חיישנים Fusion ו-Integrated Mapping

אין חיישן יחיד מספק תמונה מלאה.הסטנדרט המתעורר הוא FLT:0sensor fusionphcioFLT:1: שילוב של רחצה, backscatter, פרופילים תת- ⁇ , ודימויים אופטיים לתוך מסגרת גיאו-ספטית מאוחדת. אלגוריתמים מתקדמים (למשל, מסננים קלמן מורחבים) מתמזגים, DVL, עומק, ומיקום אקוסטי לצמצום השגיאות או עננים, אפילו יותר טוב יותר.

(הופנה מהדף עיבוד הנתונים (למשל:0QPS Fledermausphermausphermausph 1 ו-FLT:2CARIS HIPS ו- SIPSFLT 3 כוללים כעת כלים להציג בו זמנית מולטיבאם, LiDAR ונתוני מצלמה, המאפשרים הידרוגרפים לעבור סימולציות בזמן אמת.

הגשה של נתונים בזמן אמת וסקר הסתגלות

(הופנה מהדף AUV הורד רק לאחר ההתאוששות, הגבלת הטכניקות המתפתחות של טכנולוגיות מתפתחות (FLT:0) מודמים אקוסטיים של EV (FLT:1 או FLT:2fiber-אופטיקה microcablesF3) כדי לשדר חבילות נתונים קטנות בזמן אמת.זה מאפשר למפעילים לשנות את המשימה בהתבסס על ממצאים - לדוגמה, לשלוח ROV כדי לחקור באופן חריג על ידי זרם אוטומטי של 5 שעות קודמות של דחיסה.

יישומים נהיגה חדשנות

בסביבה הקרובה של Habitat Mapping and Marine Conservation

(המפות הרדיוגרפיה מפורטות הן חיוניות לתכנון אזורים מוגנים ימיים (MPAs) וניהול דגים עמוקים-ים.כלי רכב מרוחקים מגלים את חלוקת המערכות האקולוגיות הפגיעות כמו FLT:0 גינות אלמוגים עמוקים-ים (FLT:1) ו-FLT:2sponge aggregations: 5FLT לדוגמה, סקר של AUV מחוץ לחוף של קליפורניה 100 ק"מ של LT5 לפני קרינת אלמוגים ים ים 1:4 ו-FLT5 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , לדוגמה, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, לדוגמה, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , 000 , לדוגמה, 000 .

Offshore אנרגיה ותשתית

תעשיית הנפט והגז, יחד עם מפתחי רוח offshore, מסתמכת על מפות ים ברזולוציה גבוהה עבור בחירת אתרים וצנרת / ניתוק . AUVs מצויד עם רבבים ופרופילים תת- ⁇ יכול סקר מאות קילומטרים ליום, זיהוי גיאוגרפיים כמו vents גז ומדרון לא יציב.עבור רוח offshore, LiDAR ו- multibeam לספק יחד רחצה שניהם מטבולית וממנה מעל מודלים אלה של מים זורמים עבור אזורי נחיתה:

ארכיאולוגיה והמורשת התרבותית

(ב) ארכיאולוגיה עמוקה-ים (Deve-seaארכיאולוגיה) מהפכה על ידי כלי רכב מרוחקים. Multibeam Sonar ו- Side-scan לעתים קרובות לזהות אוניות טוראק ראשון, עם מעקב אחר ROV (RV) חושף מבנה מפורט:0E/V NautilusFLT תוכנית שיתוף 1 המופעלת על ידי חקר Ocean Exploration Vckd VR:2HerculesFLT 3, אשר הריסות ממלחמת העולם השנייה ו-FRM, אשר , אשר , אשר , אשר , אשר , אשר , אשר , אשר , כולל סקר של 2, כולל כמעט 20D23, ו-FLT: 2, כולל , כולל , 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000, 000 , 000 , 000 , 000 , 000 ⁇ , 000, 000 ⁇ , 000 , 000 , 000 ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

מחקר גיאולוגי ואקלים

מפות ים הן יסוד להבנת טטטוניות צלחת, תנודתיות, ודינמיקה של סימנט ( AUVs) כמו FLT:0Sentinel FLT:1 (WHOI) ממפה שדות הידרותרמיים באמצע האוקיינוס האטלנטי ridges, חושף את ההפצה של vent chimneys ו microbial mats להראות כי בעבר אקלים: רזולוציה של פחמן דומ"מיום של פחמן דומיום מים ו-Fast, אשר לאחרונה, כגון מסוקים של פחמן דוממים של רזולוציה מימי האוקיינוס השקט.

אתגרים ב- Deep-Sea Hydrographic Mapping

למרות ההתקדמות הזו, מיפוי הים העמוק נותר קשה.FLT:0 מגבלות כוח 1FeloFLT: משך המשימה של הגבלת זמן - רוב AUVs חייב לעלות לאחר 12-48 שעות.שיפור צפיפות האנרגיה של סוללה והתפתחויות תאי דלק נמשכים אך עדיין לא נרחב.FLT:2NavigationFLT 3: גדל על פני משימות ארוכות, במיוחד תחת קרח או סגורה במקומות שבהם מיקום אקוסטי אינו זמין;

(ב) [ה]העברה של נתונים: [ה] [ה] מ"מ]" (המשכילים לשנייה באמצעות אקוסטיקה), מה שהופך את נתוני סונראלים הגבוהים לבלתי אפשריים עד ההתאוששות:2 לחץ קיצוני מחלחל ל-FLT:3 (יותר מ-6,000 טרה ב-4,000 מ"מ) דורש דיורים קשים ומחברים, עלייה במשקל ו-FLT:4, כמו גם נזקי דם חזק, 5, 5.

(ב) ⁇ :0) ,CostveFLT:1 נשאר מחסום: מערכת AUV בעלת מערך חיישן מלא יכולה לעלות 5-10 מיליון דולר, וזמן האנייה היומי לפעילות פועל 50,000 דולר.1 שיתופי פעולה בינלאומיים ומתקני בריכה משותפים (למשל, FLT:2UNOLSFLT 3 בארה"ב, FLT:4Eurleoflealrated +FLTs) אבל סיוע באזורים רבים באירופה.

כיוונים עתידיים

Long-Endurance, Glider-Style AUVs

כלי רכב היברידיים המשלבים את ה-Slocum G3 GliderFLT 1 של דחפור מבטיחות שבועות ארוכים (FLT:0) של טלדיין ווב של Slocum G3 GlidercioFLT:1 יכול עכשיו לשאת רבבים קומפקטיים, פועל בעומק של 1,000 מ' במשך 60 ימים.

Swarm Robotics ו-Colaborative Autonomy

(הופנה מהדף ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇

עיבוד נתונים ישירות-to-Cloud

ככל שפס רוחב פס משתפר באמצעות תקשורת לייזר אופטית (הספקית ב -100+ Mbps במים צלולים) או ממסר לווייני כאשר מעוקלים, מערכות עתידיות עלולות לפסול נתונים גולמיים לעיבוד ענן בתקופות כמעט-מציאותיות.זה יאפשר למדענים לראות מפות מעובדות על גבי דקות לאחר רכישת וסקרי מעקב ישירים מרחוק.

שילוב עם Marine Robotics ו- Internet of Things (IoT)

מיילדות (למשל, מיפוי עתידי של סולט:0NEPTUNEFLT:1 מקנדה) לספק חשמל ותקשורת עבור חיישנים ארוכי טווח.מיפוי עתידי יכול לכלול AUVs כי הרציפים בצומת אלה כדי לטעון ולהגדיל נתונים, ולאחר מכן מחדש, חיישן נייח (למשל, טמפרטורה, לחץ, לחץ נוכחי) עם תחזיות של זמן (VD) כדי לשפר את הפחתת משקעים ו-VD) עם שינויים חשמליים (DPS) עם תואמים של 4 חיזוי זמן) עם משקעים של מערכת ההפעלה מחדש של מערכת ההפעלה.

מסקנה

השדה של מיפוי הידרוגרפי עמוק ים עובר מהפכה שקטה, מונע על ידי התקדמות בטכנולוגיית רכב מרחוק, מערכות חיישן ולמידה מכונה. AUVs ו-ROVs עכשיו באופן שגרתי מפה שטח עם רזולוציה ברמת סנטימטר, חשיפת תכונות מאוניות ועד ריצוף מים מתמשך, ו- מיפוי נתונים מתמשך, אך ורק כדי להתגבר על יכולות עיבוד אוויריות מתקדמות.

(ב) ◄ .

  • (ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • (ב) ◄ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇ ⁇
  • המכון הלאומי לאוקיינוס (ROV SuBastian CapabilitiesFLT:1
  • (ב) ויקרא י"ד: ⁇ ⁇
  • (ב) ויקרא יא"ד: ויקרא יא"ד