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绘制地球图的最后一项重大挑战是绘制海底图。
现代声纳设备发出的声音可提供最准确的数据。
海床2030项目旨在2030年前绘制所有海洋的地图。
海底是测绘地球的最后一个领域。 尽管许多人认为已经对海底进行了绘制, 但要归功于可在Google Earth等平台上查看激光高度计的测量结果, 所以实际情况是这些数据的分辨率较低,通常不比1-2度分辨率更好。
了解海底的深度和形状(称为测深法)不仅是制图上的挑战, 且对更好地了解海洋很重要。这包括了解影响气候,海啸, 环境变化,水下地质灾害,资源以及影响环境, 安全和商业的许多其他过程的海洋环流。
美国国家海洋与大气管理局(NOAA)的塞缪尔•格林纳威(Samuel Greenaway) 在MapScaping播客节目中曾说过,很明显地, 绘制海底地图将是这十年的主要挑战,然而,这份努力是值得的。
自19世纪初期以来,就开始绘制海底图。然而,在声纳发明之前, 获得准确的数据一直是一个挑战。较新的声纳(声音导航和测距的短距离) 提供了更为准确的数据,尤其是在使用多波束回声测深仪的声纳时。
海床2030项目是一个试图在2030年之前绘制海底图的项目。 但是,到目前为止,仅使用现代测深法对海底进行了约20%的测绘。 在某种程度上,绘制海底地图的项目将受益于从各种远洋船只获得的众包数据。
但是,NOAA也在领导这项工作,配备声纳设备的船只被 用于绘制船只不常行驶的区域地图。这些船只配备了最新的多束声纳, 可提供水文测量结果,并以约0.5米的分辨率绘制详细的地图。
映射工作正在尝试使用通常在较浅水域中使用的不同频率, 从大约12 kHz到接近200 kHz。虽然通常更深的海平面更容易绘制地图, 但随着声波的传播并允许在船舶驶过时对更广阔的区域进行测量, 而浅海地区则面临挑战,因为多次通行需要覆盖更少的区域, 并避免其他海洋生物和海洋的干扰。船只可能会破坏数据。
潜在关注的领域之一是声波如何影响海洋生物。这不是很清楚。 低频当然是听得到的,包括人类。然而,一些海洋生物也使用较高的频率, 因此对海洋生物的破坏影响还需要进一步研究。
除声学数据外,其他信息也用于创建详细的3D地图。
使用相对于基准校准的GPS数据和声纳数据,可以获得关于纬度, 经度,海拔,作用,俯仰和偏航的信息, 这与移动物体在陆地上导航所使用的信息具有可比性。
速度也是测量结果的输出。全局模型可用于估计盐度和温度变化, 这会影响制图结果。由于水面是动态的,因此海拔是动态的, 并且是相对测量的。平均海平面数据用于产生估计和平均的海拔。
有很多因素会干扰数据。例如,声音受盐度的影响, 因此需要根据声学数据校准声音的折射。 现代回声测深仪系统很敏感,不仅可以拾取海床, 而且可以拾取必须从数据中滤除的海洋生物和其他数据。 还可以校准声学数据以确定海底物质,例如沙子,砾石,淤泥和粘土。
还从海底进行地面实测,在海底进行采样样品采集, 以便可以校准海底数据的成分, 也可使用落下的深层相机甚至是自主潜艇来使用图像来验证读数, 包括深度和海底成分。
在未来的几年中,自治系统对于包括地面和水下系统在 内的数据收集更加重要。实际上,自主潜艇在许多方面都更易于操作, 因为深层地下运动是一个稳定,水流较弱的环境。