Попри значний прогрес у спостереженнях за океаном, досі майже половина мілководних зон світу лишається без повних та достовірних даних про глибину, що ускладнює керування прибережними регіонами й розвиток океанічних ресурсів. Такі водойми є ключовими перехідними ділянками між суходолом та глибинними районами, забезпечуючи умови для навігації, рибальства, енергетичних досліджень і формування острівних рифів.
Команда під керівництвом професора Ні Шена з Інституту досліджень аерокосмічної інформації Китайської академії наук створила нову систему батиметричного картографування, яка ґрунтується на поєднанні непрямого інвертування даних лазерного локатора супутника ICESat-2 із різними джерелами дистанційного зондування.
Метод супутникової лазерної альтиметрії, що нині вважається найбільш точним для дистанційної батиметрії та здатний визначати висоту поверхні води й рельєф дна, обмежується впливом каламуті у воді та низьким рівнем узагальнення оптичних інверсійних моделей. Саме для подолання цих недоліків дослідники побудували систему, в якій об’єднали оптичні спостереження, радіолокацію з синтезованою апертурою й лазерне зондування, використавши їхні взаємодоповнюючі властивості.
Основою технології став метод прогресивного адаптивного вікна для локального періоду. Він дозволяє оцінювати глибину на основі хвиль, застосовуючи дані ICESat-2 і динамічно підлаштовуючи вікна аналізу до місцевих хвильових коливань. Завдяки такому підходу система виділяє репрезентативні періоди хвиль та, керуючись лінійною теорією хвиль, визначає глибину навіть там, де відлуння від морського дна не фіксується.
Порівнюючи цей метод з технологіями, що використовують фіксований період, дослідники відзначають вищу точність і стабільність за змінних умов води, що позитивно впливає на узгодженість і надійність отриманих батиметричних даних.
Щоб розширити можливості системи поза межами ділянок, які можна виявити лазерним локатором, упроваджено стратегію часового перенесення зразків. Вона дає змогу повторно застосовувати опорні точки з ICESat-2 у кількох часових фазах і поєднувати їх з оптичними зображеннями Sentinel-2, текстурними характеристиками радіолокації, інформацією про коливання припливів та швидкість припливних течій у моделі регресії випадкового лісу.
Порівняння з еталонними вимірюваннями свідчить про високу відповідність результатів як у каламутних, так і в чистих водах, що помітно збільшує точність визначення глибини і забезпечує кращу просторову безперервність.
Нова система дає змогу істотно розширити охоплення та діапазон глибин батиметричної інверсії, особливо там, де вода є каламутною, забезпечуючи точніше картографування прибережного дна. Ці поліпшення підсилюють можливості моніторингу і керування прибережними територіями та важливі для широкого спектру морських застосувань.
Дані про глибини є базовими для завдань морської інженерії, оцінки запасів, безпеки навігаційних каналів і програм екологічного відновлення. Результати цього дослідження опубліковано в журналі Remote Sensing of Environment.
Залишити коментар