Table of Contents
מבוא ל-Erosion Coastline Monitoring
שחיקה החוף מאיימת על מערכות אקולוגיות, תשתיות וקהילות לאורך כל קו החוף הראשי.כפי שרמות הים עולות ועוצמת הסערה, ניטור מדויק של שינויים קו החוף הפך לעדיפות דחופה עבור מנהלים החוף, מהנדסים אזרחיים ומדענים סביבתיים.מדכאים מאפשרים תחזיות טובות יותר של שיעורי שחיקה, להודיע על עיצוב מבנים הגנה, ולתמוך בפיתוח אסטרטגיות ניהול הסתגלות.
מהי תחנה שלמה ומדוע להשתמש בה למעקב אחר קו החוף?
תחנה כוללת היא מכשיר סקר אלקטרוני המשלב תאודוליט אלקטרוני למדידה עם יחידת מרחק אלקטרוני (EDM) יחד, רכיבים אלה מאפשרים למפעיל יחיד למדוד זוויות אופקיות ו אנכיות, כמו גם מרחקים מדרדר ממיקום כלי ידוע עד לנקודה יעד. תחנות הכוללות מודרניות יכולות להקליט נתונים באופן אוטומטי, לאחסן סטים, ולשלב עם מערכת ניווט גלובלית (GNSS) עבור מקלטים גבוהים במיוחד עבור אותות קירור, במיוחד, כגון צוק גבוה של צינורות GPS, במיוחד, אשר עשויים להקליט נתונים מדויקים, במיוחד, או חוצות גבוהה, או חוצות, במיוחד, כולל, כולל, מיקום גבוה, כולל של GPS, במיוחד, מיקום של חוצות גבוהה, כולל, כולל, כולל, כולל, כולל, כולל של מערכות ניווט, כולל, כולל, ניתן להקליט נתונים מדויקים, או חוצות גבוהה, או ריצוף גבוה, או ריצוף גבוה של מערכות ניווט, או חוצות, או חוצות, במיוחד, כולל של מערכות ניווט, במיוחד, במיוחד, כולל של מערכות ניווט, או חוצות גבוהה של מכשירי ניווט, כולל של התקנים מתקדמים של מערכות ניווט, כולל של התקנים מתקדמים, במיוחד, כולל של מערכות ניווט, ניתן להקליט נתונים מדויקים של מערכות ניווט, אשר יכול להקליט נתונים מדויקים של מערכות ניווט, כולל של GPS, כולל, כולל של מערכות
בהשוואה לשיטות כגון photogrammetry, LiDAR, או בזמן אמת kinematic (RTK) GPS, תחנות הכוללות מציעות יתרונות נפרדים בתנאים מאתגרים של החוף.הם מבצעים באופן אמין בסביבות רוחיות, רטובות או מלוחות שבו רכיבים אופטיים ואלקטרוניים מונדסים לעמוד בקורוזיון.המראות האופטיים שלהם מאפשרים מדידה קבועה בטווחים עד כמה קילומטרים, והם אינם יכולים להיות במעקב על פני קווי בקרה עירוניים או לעקוב אחר קווי בקרה ארוכים.
הקמת התחנה כולה למעקב בחוף
הדיוק של כל סקר תחנה כולל מתחיל עם התקנה של כלי רכב בצורה גרועה או ממודרגת כראוי מציג שגיאות כי תרכובת עם כל מדידה מאוחרת. עבור עבודה החוף, תהליך ההתקנה חייב לקחת בחשבון מחזורי tidal, חול לא יציב, ואת קורוזיה פוטנציאלית ממלח תרסיס. בצע שלבים אלה כדי להשיג נתונים בסיס אמין:
בחירת מיקום בלתי אפשרי
בחר נקודה באדמה כי הוא מעל קו הגאות הגבוה ביותר, הרחק מן שחיקה פעילה, ועל קרקע מוצקה. a בטון pier, סלע החוצהcrop, או ייצוב dune הוא אידיאלי.המיקום חייב להיות קו בלתי מאויש של ראייה לכל נקודות היעד לאורך קטע החוף להיות פיקוח.אם תוכנית ניטור משתרע על פני מתיחה ארוכה, מספר נקודות תחנה יידרשו, ועל כל אחד להיות מסומן לצמיתות עם סקר חד פעמי יכול להיות מוגדר על מיקום ברור (למשל), כך דיסקרטי) במיקום הנוכחי.
להעמיק ולרכז את האינסטרומנט
הגדר טיול כבד על הנקודה שנבחרה.לשחרר את הרגליים לגובה נוח ולחץ אותם בחוזקה לתוך הקרקע.צרף את התחנה הכוללת ולהשתמש ברמת הבועות המובנות שלה וצנרת אופטית למרכז המכשיר על גבי האנדרטה.דרגה המכשיר בדיוק באמצעות התאמת הטריברה.כל חיות יפחיתו את המדידות זוויתיות, במיוחד על פני מרחקים ארוכים.
כניסה לתחנת קואורדינטים ואוריינטציה
לקבוע את הקואורדינטות הידועות של הנקודה הכבושה בתחנה הכוללת.ת לתאם אלה נגזרות בדרך כלל מרשת בקרה שהוקמה עם GNSS או סקר דיוק קודם לכן, להגדיר את הכיוון של המכשיר על ידי ראיית נקודת בקרה שנייה ידועה (ראייה אחורית) זה צריך להיות לפחות 200 מטרים משם אם אפשרי Sight the backsight prise m, את הכיוון, ואת הכיוון הכולל עכשיו יהיה על כל המדידות שלאחר מכן עבור כל המדידות.
תיקון ותיקון סביבתי
לפני תחילת מדידות החוף, calibrate את המכשיר כדי להסביר תנאים סביבתיים. לחשב את הטמפרטורה הנוכחית, לחץ אטמוספירי ולחות. תחנות טואלט רבות להשתמש קלטות אלה כדי לתקן את ה- EDM עבור מהירות האור באוויר, אשר משתנה עם צפיפות אוויר.בסביבות החוף, לחות גבוהה ותנודות טמפרטורה ליד המים יכולים להציג שגיאות קטנות אך משמעותיות אם מתעלמים מהם גם, להפעיל את הסובלנות העצמית של המכשיר (המוכרים) ובאופן קבוע, כדי לאשר מקיפים את הרמקולים) בתוך רמקולים (הת מעגלים אלקטרוניים).
ביצוע מדדי Shoreline עם תחנת כוללת
ברגע שהמכשיר מוגדר ומותק, תהליך המדידה בפועל יכול להתחיל.המטרה היא ללכוד קבוצה של נקודות דיסקרטיות המייצגות את קו החוף ברגע מסוים.כי קווי החוף משתנים כל הזמן עם גאוות, כל המדידות צריכות להיות מופנות לדה אנכית מסוימת (כגון NAVD88) ובאופן אידיאלי נלקחות בשלב קבוע של טיטול - גאות נמוכה לחשוף את ההיקף הגדול של החוף או ההתאבדות.
יצירת נקודות מפנה קבועות
עבור ניטור לטווח ארוך קו החוף, להתקין נקודות התייחסות קבועות (לעתים קרובות נקרא "נקודות שליטה" או "מונומנטים") לאורך קו החוף או הפוני.אלה עשויים להיות מוטות פלדה קצרות המונעות לציפורניים סקר קונקרטיות או סטנדרטיות עם מטרות רפלקטיביות.התחנת הכוללת תמדד זוויות ומרחקים לנקודות אלה בכל תקופת סקר.
פרופיל Shoreline
באמצעות prise על מוטה, לצאת לאורך סדרה של טרנזיטים חוצה החוף לרוץ perpendicular לחוף. at Every transect, למדוד נקודות במפרקים מרכזיים: קו הדיון, קו רטוב / יבש, קו הגאות גבוה כי גובה racks גובה, את המפרק הכולל, ואת קצה המים גם נקודה אחת או יותר כדי ללכוד את קו החוף קרוב, אם אתה יכול להיות רשום את הסימון הנכון על ידי נקודה 1D הוא בהחלט.
חזור על מדדים לאורך זמן
כדי לזהות שינוי קו החוף, לחזור על התהליך הזה במרווחים קבועים - חודשים, רבעון, או אחרי סערות גדולות.כל סקר צריך להחזיר את אותה תחנת כלי, לראות את אותה חזרה, ולקבוע את אותה סט של נקודות ההתייחסות ונקודות טרנזיט.זה מבטיח כי הבדלים בקואורדינטות המדודות הם רק עבור תנועת קו החוף בפועל, לא שינויים בנוהל סקר.
ניתוח נתונים: מאמצעי גלם לשינוי
לאחר כל מפגש שדה, להעלות את הנתונים הגולמיים מהתחנת הכוללת לפלטפורמת תוכנה מבוססת ענן או ענן.תוכנות סקר ייעודיות (כגון Trimble Business Center, Leica Infinity, או כלי קוד פתוח כגון QGIS עם תוספים מתאימים) יכולים לעבד את הקואורדינטות, ליישם תיקונים בכליים ולהפוך את הנתונים למערכת קואורדינט עקבית.
יצירת מפות טופוגרפיים וסודיות צלב
העלילה כל נקודות הסקר על מפה.שימוש שגרתיות של האינטרפולציה, ליצור מודל לגבהים דיגיטלי (DEM) או משטח טופוגרפי של החוף ו dune. ולאחר מכן לחלץ פרופילים חצי-שטח לאורך כל טרק.שוואת פרופילים מתאריךים שונים על ידי overlay them על אותו אקסס.הההההנוף האופקי בין פרופילים בגובה נתון מראה את כמות השחיקה או ירידה של 1 באוקטובר (לדוגמה, אם שיעור המחטציה) על פני 4 מטרים בממוצע על פני שטח (בממוצע) על פני 4 מטרים).
חישוב שיעורי הירודיון וההצהרה
באמצעות נתוני הקואורדינט מתאריך סקרים מרובים, חישוב שערי שינוי עבור כל טרנזיק.העברה ליניארית של מיקום קו החוף (למשל, קצה המים בגאות נמוכה) לעומת הזמן מניבה שיעור שחיקה שנתי ואת מרווח האמון הסטטיסטי שלו.עבור אזורים עם גמישות עונתית, אתה יכול גם להתאים עקומה חטא כדי ללכוד את שחיקה החורף ואת מחזורי הקיץ.
זיהוי תבניות ושחיתות עם גורמי זיוף
שיעורי שחיקה לאורך רשומות היסטוריות של התרחשות סערה, אנרגיית גלים, עלייה ברמת הים, ושינויים אנושיים (כגון הזנה חוף או בנייה groin) מתאם זה יכול לעזור לזהות את הגורמים הדומיננטיים של שינוי קו החוף באתר שלך.לדוגמה, אם אירועים במהירות השחיקה לעקוב אחר סערות החורף עם <3 מ' גובה משמעותי גל, הנהג העיקרי הוא סחף סערה לא עלייה בים כרוניים של מדריכי תובנה כאלה: אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש להתגבר על פני הים; אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש צורך מראש, אם יש צורך בטמפרטורות ארוכות יותר, אם יש יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר גבוה יותר, אם סערות ארוכות יותר גבוה יותר, אם יש סיכוי גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר, אם ישרודפות סערות ארוכות יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר גבוה יותר, אם יש צורך בטמפרטורות ארוכות יותר, אם סערות
היתרונות של שימוש בכל תחנה עבור ניטור Shoreline
תחנות שלמות מספקות מספר יתרונות מוחשיים על טכנולוגיות ניטור חלופיות.
- (FLT:0) דיוק של ±(2 מ"מ + 2 pm) - תחנות הכוללות המודרניות משיגות דיוק זוויתי של 1–2 שניות ודיוק מרחק של ±(2 מ"מ + 2 ppm) זה הרבה יותר טוב מאשר GPS ברמה הצרכן או מצאי טווח כף יד, המאפשר זיהוי של שינויים עדינים מאוד.
- (FLT:0) ללא תלות לווייניתיתיתית (FLT:1) - באזורים עם נוף שמיים עני - כגון חופים סלעים המגובה על ידי צוקים גבוהים - תחנות טל נותרו פונקציונליות מלאה, בעוד מערכות GNSS עלולות להיכשל או לייצר עמדות מוטעות.
- (FLT:0) אי-הסכמה על פני עשרות שנים: סקר של תחנה כוללת ניתן לחזור על ידי צוות אחר עשר שנים לאחר מכן עם אובדן מינימלי של דיוק, כל עוד אותם אנדרטאות והליכים משמשים.
- (FLT:0) יעילות של אתרים קטנים עד בינוניים (FLT:1) - עבור קטע קו החוף של 1-5 ק"מ, סקר התחנה הכולל הוא לעתים קרובות יותר כלכלי מאשר לידאר או תצלום של מזל"ט, במיוחד כאשר סקרים הם תכופים.
- (FLT:0) בזמן אמת על בקרת איכות האתר 1FIRLT: המפעיל יכול להציג את הדיוק של כל מדידה מיד ודגל מחוץ לאתר לפני שעזב את האתר.
מחקר: Total Station Monitoring in Practice
מחוז נועז, צפון קרוליינה, ארצות הברית
מהנדסים בחוף במחוז דארי השתמשו בסקרי התחנה הכוללים מאז שנות ה-80 כדי לפקח על שינוי קו החוף לאורך הסקרים השנתיים של מונומנטים קבועים ב 500 רגל מ"ר בשיעורי שחיקה של 1.5-4 מ"ר/yr. זה היה חשוב להצדיק את בניית פרויקטים של טיפוח החוף וקביעת קווי שחזור לפיתוח חדש.
חוף מזרח אננגליאן, בריטניה
על הצוקים הרכים של נורפוק וסופוקל, הרשויות המקומיות עורכים סקרי התחנה החודשיים כדי לעקוב אחר צוק צוק ואבולוציה החוף.התדירות הגבוהה של הזמן מאפשרת להם לתאם אירועים של שחיקה עם גלי סערה ספציפיים, שיפור התחזיות של מיתון החוף.הנתונים תומכים גם בעיצוב של תוכניות ניטור בעלות נמוכה שניתן לשמור על ידי מתנדבים קהילתיים לאחר אימון ראשוני.
דרום קליפורניה ביץ'
מכון Scripps של Oceanography מפעיל תוכנית ניטור לאורך חופי סן דייגו באמצעות תחנות הכוללות השלימו על ידי GNSS. סקרי התחנה הכוללת משמשים כדי לאמת נתונים ממצלמות החוף ולספק פרופילים ברזולוציה גבוהה במקומות שבהם הגיאומטריה המצלמה מציגה שגיאות פרעושים.התוכנית זיהתה כי כמה חופים מזינים מלאכותיים לאבד חול שלוש פעמים מהר יותר מאשר חופים טבעיים, המשפיעים על אסטרטגיות מזון עתידי.
הגבלות ושיקולים מעשיים
בעוד שתחנות הכוללות הן כלי רב עוצמה, יש להן מגבלות שיש לטפל בהן במהלך תכנון הפרויקט.
- (FLT:0) מגבלות של הראייה 1 (FLT:1), וצמחון, טונים או מבנים יכולים לחסום את הנוף בין המכשיר לבין המטרה.
- (FLT:0Speed של איסוף נתונים FLT:1) - סקר התחנה הכולל איטי יותר מאשר טיסה של מזל"ט: קו 1 ק"מ עם טרנזיטים הדוקים (כל 50 מ') עשוי לקחת כמה שעות כדי להשלים, במיוחד אם החוף הוא רחב ורך.
- (ב) תוצאות אמינות תלויות בהגדרה נכונה, מיפוי והתנהלות מוטות הוא חיוני, וטעויות יכולות להפיץ אם לא נתפסו בשדה.
- (FLT:0) גורמים עצביים של חיל האוויר 1 (FLT:1), מלח ריסוס, חול, שמש ישירה יכול להשפיע על ביצועי כלי נגינה רגיל ניקוי ו calibration הם הכרחיים.חום קיצוני או קר עלול להפחית את חיי הסוללה.
- (FLT:0) ,Tidal and Waveve ActionFLT:1 - Measuring the Water's Edge הוא פשוט בתנאים רגועים, אבל לשבור גלים וקצף יכול להפוך את המיקום מסוכן או בלתי אפשרי.במקרים אלה, מדידה ברמת מים נפרדת (למשל, באמצעות מדד צוות) יש להתייחס אליו.
שיטות עבודה טובות ל-Long-Term Total Station Monitoring
כדי להבטיח שתוכנית המעקב שלך מניבה נתונים חשובים לשנים הבאות, לאמץ את השיטות הטובות ביותר:
- (ב) ,0) ,התחייבו כל דבר FLT:1 - שמרו על יומן סקר מפורט כולל מזג אוויר, גאוות, הגדרות כלי, שמות מפעיל וכל חריגות.
- (FLT:0)Use קבוע מונומנטיםFLT:1 - להשקיע סמנים סקרים חזקים עבור נקודות תחנה ונקודות התייחסות.
- (ב) [ה]:0] ,[דרוש מקור] [ה]] [ה]], [ה], לפחות שתי נקודות מבט לאחור כדי לאמת את הכיוון בכל פעם.
- (FLT:0) למקם את המכשיר באופן קבוע FLT:1 - לעקוב אחר לוח הזמנים של היצרן, ולרוץ בדיקות שדה (למשל, מדידה של אורך ידוע) לפני כל קמפיין סקר.
- (FLT:0) Adopt aconus datumFreaLT:1) - השתמש במודל גיאואיד או ציון ידוע כדי להמיר את כל הגבהים לדהטום משותף כמו NAVD88, EGM 2008, או מקומי או dnance datum.זה מאפשר השוואה עם נתונים אחרים כגון מדממות גאות.
- (FLT:0) חזרה נתונים במהירותFLT:1 - הורד נתונים שדה לאחר כל סקר וחנות עותקים במיקום מאובטח. השתמש במוסכמות שמות קבצים סטנדרטיות הכוללים תאריך, אתר, ומפעילים ראשוניים.
שילוב עם טכנולוגיות מעקב אחרות
(הסקרים של התחנה) חזקים ביותר כאשר הם משולבים עם שיטות משלימים.לדוגמה, אתה יכול להשתמש RTK GNSS כדי לקבוע במהירות נקודות שליטה על שטח גדול, ולאחר מכן להשתמש בתחנת כוללת עבור מדידות בעלות גבוהה במקומות קשים.FLT:0USGS החוף שינוי מחקר FLT:1 לעתים קרובות משלב פרופילים הכוללים של תחנות רכבת שטח כדי לאמת מודלים: LT5Fliensive Open;
מסקנה: הערך הסופי של תחנות שלמות בשדה Eכרוך
למרות הזמינות הגוברת של מזל"טים, תמונות לוויין וחיישנים אוטומטיים, תחנות הכוללות נשארות אבן הפינה של שחיקה החוף ניטור קו החוף. הדיוק הבלתי תואם שלהם, עצמאות מסימנים לווייניים, ויכולת לייצר נתונים עקביים לאורך עשרות שנים להפוך אותם חיוניים עבור כל תוכנית ניטור רצינית. a היטב מתוכנן כולל סקר התחנה הכולל, מבוצעת עם תשומת לב קפדנית להקמה, פרוטוקולים, וניהול נתונים מספק את הראיות אמינות הדרושות כדי לענות על ידי מהנדסי אבטחה ביעילות, כדי לספק את התשתית המבצעת, כדי לספק את המערכת האקולוגית, כדי לספק ביעילות, כדי לספק את התקינה, כדי להגן על ידי ניהול.