RU2549683C2 - Method of surveying lower surface of ice cover - Google Patents
Method of surveying lower surface of ice cover Download PDFInfo
- Publication number
- RU2549683C2 RU2549683C2 RU2013132724/28A RU2013132724A RU2549683C2 RU 2549683 C2 RU2549683 C2 RU 2549683C2 RU 2013132724/28 A RU2013132724/28 A RU 2013132724/28A RU 2013132724 A RU2013132724 A RU 2013132724A RU 2549683 C2 RU2549683 C2 RU 2549683C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ice
- relief
- ice cover
- curvature
- cover
- Prior art date
Links
Images
Abstract
Description
Изобретение относится к гидролокации, а более конкретно к гидролокационной съемке нижней поверхности ледяного покрова и может быть использовано для мониторинга ледовых образований на акваториях с морскими терминалами, в том числе и на шельфе в условиях высоких широт.The invention relates to sonar, and more particularly to sonar imaging of the lower surface of the ice sheet and can be used to monitor ice formations in water areas with marine terminals, including on the shelf at high latitudes.
Известен способ съемки нижней поверхности ледяного покрова (Гудошников Ю.П., Козлов Д.Н., Кубышкин Н.В, Водолазные исследования торосов и стамух в Баренцевом море в 2003 г. // Комплексные исследования и изыскания ледовых и гидрометеорологических явлений и процессов на арктическом шельфе. СПб. 2004. Труды ААНИИ. Том 449, с.238-246 [1]). который заключается в следующем. В небольшие майны, расположенные в районах работ по разбуриванию торосов морфометрии и подводной гидролокации, опускается видеокамера в герметичном боксе для выбора места спуска водолазов. Критерием при выборе места спуска является наличие участка ровного льда не далее 50 м от наиболее заглубленной части киля тороса. На выбранном участке ровного льда готовится рабочая майна размером 2×1.5 м для спуска водолазов, расчищается от снега световая дорожка от майны к торосу для увеличения освещенности под водой. Рядом с майной устанавливается обогревательная палатка. Спуск водолазов выполняется в специальных гидрокостюмах. Подводная фото- и видеосъемка производится на цифровую видеокамеру, аналоговую видеокамеру и фотоаппарат «Зенит ЕТ» с объективом «Мир», помещенные в герметичные боксы. Для масштабирования изображений на боксы устанавливают лазерные указатели, обеспечивающие параллельные лучи с базовым расстоянием 0,5 м. Для проверки глубины отснятых объектов и ориентации камеры перед ее объективом устанавливают глубиномер с указателями крена и дифферента. Для подсветки снимаемых объектов используют подводные светильники 200 Вт и две фотовспышки по 80 Дж каждая. Цифровая и аналоговая видеокамеры в боксах, светильники с аккумуляторами и лазерные указатели конструктивно смонтированы в одном блоке. Для привязки подводных наблюдений к данным бурения в скважины опускают маркированные рейки таким образом, чтобы маркировка была хорошо различима для подводного наблюдателя. После проведения съемок, по полученным фото- и видеоматериалам выполняют анализ о морфометрии подводной части ледяного покрова.A known method of shooting the lower surface of the ice cover (Gudoshnikov Yu.P., Kozlov D.N., Kubyshkin N.V., Diving studies of hummocks and hammers in the Barents Sea in 2003 // Comprehensive studies and research of ice and hydrometeorological phenomena and processes on the Arctic shelf. St. Petersburg. 2004. Proceedings of the AARI. Volume 449, p.238-246 [1]). which is as follows. In small lanes located in areas of drilling for hummock morphometry and underwater sonar, a video camera is lowered in an airtight box to select a place for divers to descend. The criterion for choosing the place of descent is the presence of a site of smooth ice no further than 50 m from the most deepened part of the keel of the hummock. A working lane of 2 × 1.5 m in size is being prepared on a selected area of flat ice for the divers to lower, a light path is cleared from snow from the lane to the hummock to increase light exposure under water. A heating tent is installed near the lane. Divers descend in special wetsuits. Underwater photo and video shooting is performed on a digital video camera, an analog video camera and a Zenit ET camera with a Mir lens placed in airtight boxes. To scale the images, laser pointers are installed on the boxes, providing parallel beams with a base distance of 0.5 m. To check the depth of captured objects and the orientation of the camera, a depth gauge with roll and trim indicators is installed in front of its lens. To illuminate the objects being shot, underwater lamps of 200 W and two flash units of 80 J each are used. Digital and analog video cameras in the boxes, lamps with batteries and laser pointers are structurally mounted in one unit. To associate underwater observations with drilling data, the marked rails are lowered into the wells so that the marking is clearly visible to the underwater observer. After the shooting, according to the obtained photo and video materials, an analysis is performed on the morphometry of the underwater part of the ice cover.
Данный способ имеет существенные ограничения по использованию, обусловленные пределом погружения водолазов, наличие мутности в водных слоях. Кроме того. привязка подводных наблюдений с использованием маркированной рейки имеет невысокую точность, что при камеральной обработке полученных материалов может внести дополнительную погрешность. Реализация способа весьма трудоемкая.This method has significant limitations on use, due to the immersion limit of divers, the presence of turbidity in the water layers. Besides. the binding of underwater observations using a marked rail has a low accuracy, which may cause an additional error during desk processing of the obtained materials. The implementation of the method is very time-consuming.
Известен также способ и устройство для его осуществления (Гидролокационная съемка нижней поверхности ледяного покрова / Зубакин Г.К., Криницкий П.И., Гудошников Ю.П. и др. // Комплексные исследования и изыскания ледовых и гидрометеорологических явлений и процессов на арктическом шельфе. СПб. 2004. Труды ААНИИ. Том 449, с.229-237 [2]), который реализуется следующим образом. Во льду рядом с исследуемым объектом на расстоянии 20-50 м бурится лунка диаметром не менее 180-220 мм. В лунку, проверенную на наличие «подсовов». опускается антенная конструкция на глубину сканирования. Рядом устанавливается палатка, в которой размещается регистрирующая аппаратура. Над лункой размещается поворотная платформа. Кабель-трос зажимается во втулке поворотной платформой. С помощью анкерного устройства антеннам придают рабочее положение. К приемопередатчику подключается кабель от антенного модуля и линия от подводного блока с телеметрией. Производится экспозиция, длительность которой зависит от радиуса излучаемого кругового пространства ледовой поверхности. По окончании экспозиции полученное изображение визуализируется на мониторе в полярной системе координат. На одной лунке съемка ведется с нескольких горизонтов, количество которых определяется глубиной моря и характером ледяного покрова. Демонтаж комплекса производится в обратном порядке. После приведения всего оборудования в транспортное состояние комплекс перемещается на следующую точку. В перерыве между ледовыми станциями результаты съемки в цифровом виде записываются на компакт-диске. При необходимости распечатывается твердая копия на принтере.There is also known a method and device for its implementation (sonar survey of the lower surface of the ice cover / Zubakin G.K., Krinitsky P.I., Gudoshnikov Yu.P. et al. // Integrated research and investigation of ice and hydrometeorological phenomena and processes in the Arctic offshore. St. Petersburg. 2004. Proceedings of the AARI. Volume 449, p.229-237 [2]), which is implemented as follows. A hole with a diameter of at least 180-220 mm is drilled in ice next to the test object at a distance of 20-50 m. In the hole, checked for the presence of "podsov". the antenna structure is lowered to the scanning depth. A tent is installed nearby, in which recording equipment is located. A rotary platform is located above the hole. The cable is clamped in the sleeve by a rotary platform. Using the anchor device, the antennas are placed in a working position. A cable from the antenna module and a line from the underwater unit with telemetry are connected to the transceiver. An exposure is made, the duration of which depends on the radius of the radiated circular space of the ice surface. At the end of the exposure, the resulting image is visualized on a monitor in a polar coordinate system. On one hole, surveys are conducted from several horizons, the number of which is determined by the depth of the sea and the nature of the ice cover. The dismantling of the complex is carried out in the reverse order. After bringing all the equipment into a transport state, the complex moves to the next point. In the interval between the ice stations, the results of the survey are digitally recorded on a CD. If necessary, a hard copy is printed on the printer.
Энергообеспечение осуществляется переносной электростанцией. Рабочая палатка обогревается электротепловентилятором. Графическая станция размещается в термоблоке. Экспозиции привязаны к топопланам верхней поверхности льда. Результаты гидролокационной съемки даются в виде графических файлов bmp-формата, содержащих изображения результатов сканирования нижней поверхности льда, каждое из которых представляет собой круговое поле, его центром является точка установки гидролокатора. Выступы на нижней поверхности льда обозначаются белыми засветками на общем темно-синем фоне поля. Тень, отбрасываемая выступом при сканировании, отображается темным пятном. На круговом поле введена прямоугольная система координат, такая же, как и используемая при топосъемке верхней поверхности льда на данной станции.Energy supply is carried out by a portable power station. The working tent is heated by an electric fan heater. The graphic station is located in the fuser. Exposures are tied to topographic plans of the upper ice surface. The sonar survey results are given in the form of graphic bmp-format files containing images of the results of scanning the bottom surface of the ice, each of which is a circular field, its center is the location of the sonar. The protrusions on the lower surface of the ice are indicated by white flashes on the general dark blue background of the field. The shadow cast by the protrusion during scanning is displayed as a dark spot. A rectangular coordinate system has been introduced in the circular field, the same as that used for surveying the top surface of the ice at this station.
Обработка снимков осуществляется при помощи программы View Polar sonar, которая позволяет определить горизонтальные размеры элементов рельефа нижней поверхности льда и заглубление выступов на ней по длине тени в направлении радиуса сканирования. Измерения в горизонтальной плоскости выполняются в режиме «Линейные размеры», что позволяет определить расстояние между двумя точками с известными координатами при помощи «мыши». Определение величины заглубления выступов происходит аналогичным образом. В режиме «высота киля» после введения поправки на толщину льда при помощи «мыши» отмечается точка конца тени от интересующего выступа. При этом высвечивается радиус сканирования, на котором отмечается точка начала тени. После выбора обеих точек в нижней части экрана в отдельных окнах выводятся координаты и заглубление (в метрах) выбранной точки выступа.Processing of images is carried out using the View Polar sonar program, which allows you to determine the horizontal dimensions of the relief elements of the lower ice surface and the deepening of the protrusions on it along the length of the shadow in the direction of the scanning radius. Measurements in the horizontal plane are performed in the "Linear dimensions" mode, which allows you to determine the distance between two points with known coordinates using the "mouse". Determination of the depth of the protrusions occurs in a similar way. In the “keel height” mode, after adjusting for the ice thickness with the help of the “mouse”, the point of the end of the shadow from the protrusion of interest is marked. In this case, the scanning radius is displayed, at which the point of the beginning of the shadow is marked. After selecting both points at the bottom of the screen, the coordinates and depth (in meters) of the selected protrusion point are displayed in separate windows.
Устройство для реализации известного способа представляет собой гидролокатор кругового обзора, работающий в полярной системе координат PSS-2, и конструктивно состоит из антенны, размещенной на анкерном устройстве, немагнитной штанги с анкерным устройством жестко соединенной с несущим кабель-тросом, поворотной платформы, которая вращает кабель-трос, прецизионного датчика вращения, двухканального приемопередатчика, станции обработки данных на базе портативного компьютера PENTIUM-11, спутниковой навигационной системы GPS, системы электроснабжения. При этом рабочая частота приемопредатчика 115 кГц, длительность импульса посылки 125 мкс, излучаемая мощность 1,5 кВт, ширина диаграммы направленности 0,8 градусов. Устройство также содержит фазовый канал и блок телеметрии, включающий датчики крена, дифферента, заглубления и азимута излучаемого сигнала.The device for implementing the known method is an all-round sonar operating in the polar coordinate system PSS-2, and structurally consists of an antenna located on the anchor device, a non-magnetic rod with an anchor device rigidly connected to the cable carrier cable, a rotary platform that rotates the cable -cable, precision rotation sensor, two-channel transceiver, data processing station based on a PENTIUM-11 laptop computer, GPS satellite navigation system, power supply system eniya. At the same time, the operating frequency of the transceiver is 115 kHz, the duration of the sending pulse is 125 μs, the radiated power is 1.5 kW, the beam width is 0.8 degrees. The device also contains a phase channel and a telemetry unit, including roll, trim, depth and azimuth sensors of the emitted signal.
При использовании данного устройства время одной экспозиции в зависимости от радиуса охвата составляет от 10 до 40 минут. Телеметрия позволяет определить пространственную ориентацию антенного модуля, а использование фазового канала дает получить картину видимой части исследуемого объекта (кили торосистых образований, изометрические морфоструктуры поверхности дна ледового образования). В оптимальных условиях светотеневая картина нижней поверхности ледяного покрова может охватывать площадь до 400-750 м в диаметре при работе из одной лунки.When using this device, the time of one exposure, depending on the radius of coverage, is from 10 to 40 minutes. Telemetry allows you to determine the spatial orientation of the antenna module, and the use of the phase channel gives a picture of the visible part of the object under study (keels of hummocky formations, isometric morphostructures of the surface of the bottom of the ice formation). Under optimal conditions, the black and white picture of the lower surface of the ice cover can cover an area of up to 400-750 m in diameter when working from one hole.
Достоинствами способа является то, что можно обследовать на максимальное заглубление киля на порядок больше торосов, выявить заглубленные выступы на нижней поверхности льда, расположенные между точками бурения, и не обнаруженные прямыми измерениями, а также оценить такую важную морфометрическую характеристику, как максимальное заглубление килей торосов.The advantages of the method are that it is possible to inspect the keel for a maximum depth by an order of magnitude more hummocks, to identify the buried protrusions on the lower surface of the ice located between the drilling points and not detected by direct measurements, and also to evaluate such an important morphometric characteristic as the maximum depth of the hummocks keels.
К недостаткам известного способа могут быть отнесены следующие.The disadvantages of this method can be attributed to the following.
1. Сложная форма нижней поверхности всторошенного льда может приводить к появлению дополнительной погрешности определения осадки киля. Эта погрешность возникает в случае, когда за наиболее выступающей частью киля расположен участок всторошенного льда с большой протяженностью вдоль радиуса сканирования, не только не перекрываемый тенью от выступа, но и ограничивающий ее размеры. Для устранения этой погрешности в известном способе вводится поправка, обусловленная толщиной льда в районе наиболее удаленной от центра сканирования границы тени. Эта поправка определяется по данным механического бурения и прибавляется к максимальной осадке киля, определенной по размерам тени. Поскольку при сканировании охватывается площадь ледяного покрова, в несколько раз превышающая полигон сквозного бурения, возможен вариант, когда данные о толщине льда в районе тени, по результатам бурения отсутствуют. В этом случае в качестве поправки принимают среднюю толщину ровного льда в районе станции. Однако при этом возможно внесение дополнительной погрешности в конечный результат из-за неточного значения поправки на толщину льда. Аналогичный вариант также возможен, когда тень, отбрасываемая килем тороса, выходит за границу кругового снимка.1. The complex shape of the bottom surface of the crushed ice may lead to the appearance of an additional error in determining the keel draft. This error arises in the case when behind the most protruding part of the keel there is a portion of agitated ice with a large length along the scanning radius, not only not covered by the shadow from the protrusion, but also limiting its size. To eliminate this error in the known method, a correction is introduced due to the thickness of the ice in the region of the shadow border that is farthest from the scanning center. This correction is determined by mechanical drilling and is added to the maximum draft of the keel, determined by the size of the shadow. Since scanning covers an ice cover area several times larger than the through drilling range, it is possible that there is no data on the thickness of ice in the shadow area based on the drilling results. In this case, the average thickness of flat ice in the area of the station is taken as a correction. However, it is possible to introduce an additional error in the final result due to an inaccurate correction value for the ice thickness. A similar option is also possible when the shadow cast by the keel of the hummock extends beyond the boundary of a circular image.
2. Отсутствует возможность построения модели рельефа, которая очень важна для оценки возможных последствий от сближения дрейфующих торосов и айсбергов с буровыми платформами и морскими газовыми и нефтяными терминалами.2. There is no possibility of building a relief model, which is very important for assessing the possible consequences of the convergence of drifting hummocks and icebergs with drilling platforms and offshore gas and oil terminals.
Кроме того, способ имеет ограниченное применение, так как может выполняться только с ледовых полей, на которых могут быть оборудованы станции, заглубление антенного блока не превышает 25 м.In addition, the method has limited application, since it can be performed only from ice fields, on which stations can be equipped, the depth of the antenna unit does not exceed 25 m.
3. Система навигации (визуальное воспроизведение ледового поля) построена по известной технологии GA принципа организации точки наблюдения трехмерной сцены, в которой используется стандартный принцип - точка наблюдения расположена вне сцены и при навигации сцена неподвижна, а изменяются координаты точки наблюдения и угол наблюдения. При этом центр вращения явно не определяется, что и является одной из причин потери изображения при навигации.3. The navigation system (visual reproduction of the ice field) is built on the well-known GA technology of the principle of organizing the observation point of a three-dimensional scene, in which the standard principle is used - the observation point is located outside the scene and the scene is stationary during navigation, and the coordinates of the observation point and the viewing angle are changed. In this case, the center of rotation is not clearly determined, which is one of the reasons for the loss of image during navigation.
Известны также способы и устройства (патент FR №2431137, патент FR №2509869, патент DE №2481791, патенты GB №1418614, GB №1486068, патенты US №4596007, №4603408, №4605140, авторские свидетельства SU №747313, №1060033 [3-12]), представляющие собой гидролокационные системы, предназначенные для топографического представления донной поверхности и нижележащих слоев, и размещенные внутри капсулы, буксируемой в погруженном положении судном-носителем. В принципе, данные системы могут быть использованы для топографического представления погруженной части ледяного поля или айсберга путем ее сканирования гидролокационными сигналами, что позволит исключить погрешность определения осадки киля за счет расширения границы исследуемого участка при использовании параметрических антенн (а.с. SU №1060033, №688104, патент US №4287580 [12-14]). Однако размещение гидролокационных систем в буксируемых капсулах судном-носителем требует сложной системы ориентации и позиционирования для удержания капсулы относительно судна и ледового поля, что практически исключает вариант их использования для съемки рельефа подводной части ледяных полей, представляющих собой торосистые поверхности.Methods and devices are also known (patent FR No. 2431137, patent FR No. 2509869, patent DE No. 2481791, GB patents No. 1418614, GB No. 1486068, US patents No. 4596007, No. 4603408, No. 4605140, copyright certificate SU No. 747313, No. 1060033 [ 3-12]), which are sonar systems designed for topographic representation of the bottom surface and underlying layers, and placed inside a capsule towed in a submerged position by a carrier vessel. In principle, these systems can be used for topographic representation of the submerged part of the ice field or iceberg by scanning it with sonar signals, which will eliminate the error in determining the keel draft by expanding the boundary of the studied area using parametric antennas (AS SU No. 1060033, No. 688104, US patent No. 4287580 [12-14]). However, the placement of sonar systems in towed capsules by a carrier vessel requires a complex orientation and positioning system to hold the capsule relative to the vessel and the ice field, which virtually eliminates the option of using them to capture the relief of the underwater ice fields, which are hummocked surfaces.
Известно также техническое решение, техническим результатом которого, является повышение достоверности съемки поверхности ледяного покрова (патент RU №24444760 С1, 10.03.2012 [15)].There is also a technical solution, the technical result of which is to increase the reliability of shooting the surface of the ice cover (patent RU No. 24444760 C1, 03/10/2012 [15)].
В известном способе съемки нижней поверхности ледяного покрова [15], клторый включает размещение гидроакустической аппаратуры в водной среде для получения картины видимой части исследуемого объекта (кили торосистых образований, изометрические морфоструктуры поверхности дна ледового образования), производство экспозиций, которые привязаны к топопланам верхней поверхности льда и длительность которых зависит от радиуса излучаемого кругового пространства ледовой поверхности, получение изображения, которое визуализируется на мониторе в полярной системе координат в виде графических файлов bmp-форматов, содержащих изображения результатов сканирования нижней поверхности льда, выполнение съемки с нескольких горизонтов, количество которых определяется глубиной моря и характером ледяного покрова, измерения в горизонтальной плоскости в режиме "линейные размеры", определение расстояний между двумя точками с известными координатами, согласно изобретению гидроакустическую аппаратуру размещают на управляемом подвижном морском объекте, приемно-излучающее устройство содержит параметрическую антенну и размещено на поворотной платформе, имеющей три степени свободы, изображение получают в трехмерном пространстве с визуализацией полного объема ледяного покрытия и с разбивкой объемов ледяного покрытия по секторам, которые различают по их частотным характеристикам, оценивают размер этих секторов по интервалу частот между минимальными и максимальными значениями силы цели на частотных зависимостях, расстояние между элементами ледяного поля, расположенными на расстояниях, меньших длительности зондирующего импульса, определяют по форме отраженного линейного частотно-модулированного сигнала.In the known method of surveying the lower surface of the ice cover [15], the first involves placing hydroacoustic equipment in an aqueous medium to obtain a picture of the visible part of the object under study (keels of hummocky formations, isometric morphostructures of the surface of the bottom of the ice formation), making exposures that are attached to topographic planes of the upper ice surface and the duration of which depends on the radius of the radiated circular space of the ice surface, obtaining an image that is visualized on a monitor polar coordinate system in the form of graphic files of bmp-formats containing images of the results of scanning the bottom surface of the ice, shooting from several horizons, the number of which is determined by the depth of the sea and the nature of the ice cover, horizontal measurements in the "linear dimensions" mode, determining the distances between two points with known coordinates, according to the invention, the hydroacoustic equipment is placed on a controlled moving marine object, the receiving-emitting device contains t is a parametric antenna and placed on a turntable having three degrees of freedom, the image is obtained in three-dimensional space with visualization of the total volume of ice cover and with a breakdown of the volume of ice cover by sectors that are distinguished by their frequency characteristics, estimate the size of these sectors by the frequency interval between the minimum and the maximum values of the target force in the frequency dependences, the distance between the elements of the ice field located at distances shorter than the duration of the probing and pulse, determine the shape of the reflected linear frequency-modulated signal.
Достоинствами способа является то, что можно обследовать на максимальное заглубление киля на порядок больше торосов, выявить заглубленные выступы на нижней поверхности льда, расположенные по всей поверхности и не обнаруженные прямыми измерениями, а также оценить такую важную морфометрическую характеристику, как максимальное заглубление килей торосов.The advantages of the method are that it is possible to examine for maximum deepening of the keel an order of magnitude more hummocks, to reveal deepened protrusions on the lower surface of the ice located on the entire surface and not detected by direct measurements, and also to evaluate such an important morphometric characteristic as the maximum deepening of hummocks.
Однако, при любой плотности точек истинное местоположение поверхности рельефа нижней поверхности ледяного поля, между точками измерения остается неизвестным. Истинная поверхность может лежать выше или ниже положения отрезка прямой (соответствующего ребру триангуляции), соединяющей две точки в трехмерном пространстве. Отклонение высот пропорционально расстоянию между точками, но не определено. Аналогичное утверждение будет верно относительно плоскости треугольника в трехмерном пространстве, образованного тремя смежными точками двумерной триангуляции. Более того, полностью точное представление поверхности рельефа для любой плотности точек измерения глубин принципиально невозможно вследствие фрактальности рельефа (Жуков Ю.Н Рельеф Земли как математический объект // Навигация и океанография. 2011, №33).However, for any point density, the true location of the topography of the bottom surface of the ice field between the measurement points remains unknown. The true surface can lie above or below the position of the line segment (corresponding to the edge of the triangulation) connecting two points in three-dimensional space. The deviation of the heights is proportional to the distance between the points, but not defined. A similar statement will be true with respect to the plane of a triangle in three-dimensional space formed by three adjacent points of two-dimensional triangulation. Moreover, a completely accurate representation of the relief surface for any density of depth measurement points is fundamentally impossible due to the fractality of the relief (Zhukov Yu.N. Earth Relief as a mathematical object // Navigation and Oceanography. 2011, No. 33).
Задачей предлагаемого технического решения является повышение достоверности съемки нижней поверхности ледяного покрова.The objective of the proposed technical solution is to increase the reliability of shooting the bottom surface of the ice cover.
Поставленная задача решается за счет того, что в способе съемки нижней поверхности ледяного покрова, включающим размещение гидроакустической антенны, приемно-излучающего устройства в водной среде для получения картины видимой части исследуемого объекта - килей торосистых образований, изометрических морфоструктур поверхности дна ледового образования, производство экспозиций, которые привязаны к топопланам верхней поверхности льда и длительность которых зависит от радиуса излучаемого кругового пространства ледовой поверхности, получение изображения, которое визуализируется на мониторе в полярной системе координат в виде графических файлов bmp-форматов, содержащих изображения результатов сканирования нижней поверхности льда, выполнение съемки с нескольких горизонтов, количество которых определяется глубиной моря и характером ледяного покрова, в котором гидроакустическую антенну, приемно-излучающее устройство, выполненное в виде гидрофона, размещают на управляемом подвижном морском объекте, приемно-излучающее устройство размещают на поворотной платформе, имеющей три степени свободы, изображение получают в трехмерном пространстве с визуализацией полного объема ледяного покрытия и с разбивкой объемов ледяного покрытия по секторам, которые различают по их частотным характеристикам, оценивают размер этих секторов по интервалу частот между минимальными и максимальными значениями силы цели на частотных зависимостях, расстояние между элементами ледяного поля, расположенными на расстояниях, меньших длительности зондирующего импульса, определяют по форме отраженного линейного частотно-модулированного сигнала, в котором в отличие от прототипа [15], для получения картины видимой части исследуемого объекта (кили торосистых образований, изометрические морфоструктуры поверхности дна ледового образования), выполняют построение верхней и нижней границ триангулированных поверхностей, устанавливают степень искривленности и индекс элементарной формы каждого объема ледяного покрытия для каждого сектора поверхности рельефа, для полного отображения изменчивости склонов рельефа ледового образования в каждой точке поверхности определяют уклон поверхности как величину и направление градиента.The problem is solved due to the fact that in the method of shooting the bottom surface of the ice cover, including the placement of a hydroacoustic antenna, receiving and emitting device in the aquatic environment to obtain a picture of the visible part of the object under study - keels of hummock formations, isometric morphostructures of the bottom surface of the ice formation, exposure which are tied to topographic plans of the upper ice surface and whose duration depends on the radius of the radiated circular space of the ice surface, the floor reading the image, which is displayed on the monitor in the polar coordinate system in the form of graphic bmp-format files containing images of the results of scanning the bottom surface of the ice, shooting from several horizons, the number of which is determined by the depth of the sea and the nature of the ice sheet, in which the sonar antenna is receiving the radiating device, made in the form of a hydrophone, is placed on a controlled moving marine object, the receiving-radiating device is placed on a turntable, I have it has three degrees of freedom, the image is obtained in three-dimensional space with visualization of the total volume of ice cover and with a breakdown of the volume of ice cover by sectors, which are distinguished by their frequency characteristics, estimate the size of these sectors by the frequency interval between the minimum and maximum values of the target force on the frequency dependencies, the distance between the elements of the ice field located at distances shorter than the duration of the probe pulse is determined by the shape of the reflected linear frequency-modulation signal, in which, unlike the prototype [15], in order to obtain a picture of the visible part of the studied object (keels of hummocky formations, isometric morphostructures of the bottom surface of the ice formation), the upper and lower boundaries of the triangulated surfaces are constructed, the degree of curvature and the elementary shape index of each volume of ice cover for each sector of the surface of the relief, to fully display the variability of the slopes of the relief of the ice formation at each point on the surface dissolved slope surfaces such as the magnitude and direction of the gradient.
Техническая реализация заявляемого изобретения поясняется чертежами (фиг.1-9).The technical implementation of the claimed invention is illustrated by drawings (figures 1-9).
Фиг.1. Иллюстрация понятия «касательная плоскость» (а) и поля нормалей (б) к гладкой поверхности.Figure 1. Illustration of the concept of “tangent plane” (a) and the field of normals (b) to a smooth surface.
Фиг.2. Иллюстрация к понятию радиуса кривизны плоской кривой - (а), (б) - кривизна плоской кривой γ положительна в точках, где γ искривляется в сторону своей нормали, и отрицательна, где γ отклоняется от своей нормали (точки - границы участков кривой с одинаковым знаком кривизны).Figure 2. An illustration of the concept of the radius of curvature of a plane curve - (a), (b) - the curvature of a plane curve γ is positive at the points where γ is bent towards its normal, and negative, where γ deviates from its normal (points are the boundaries of the sections of the curve with the same sign curvature).
Фиг.3. Главные направления для поверхности эллипсоида вращенияFigure 3. Main directions for the surface of an ellipsoid of revolution
(dmin и dmax - полуоси соответствующего эллипса).(d min and d max - semiaxes of the corresponding ellipse).
Фиг.4. Иллюстрация параметров вычисления гауссовой и средней кривизны для одной вершины ν триангуляции. Здесь αi - угол треугольника fi (грани триангуляции) при вершине ν, вычисляемый как угол между соответствующим ребром, образованным векторами ei и ei+1; βi - угол между смежными треугольными гранями, вычисляемый как угол между соответствующими нормалями.Figure 4. Illustration of the parameters for calculating the Gaussian and average curvature for one vertex ν of triangulation. Here α i is the angle of the triangle f i (faces of triangulation) at the vertex ν, calculated as the angle between the corresponding edge formed by the vectors e i and e i + 1 ; β i is the angle between adjacent triangular faces, calculated as the angle between the corresponding normals.
Фиг.5. Соответствие между индексом формы s и элементарными искривленными формами поверхности.Figure 5. Correspondence between the shape index s and elementary curved surface forms.
Фиг.6. Соответствие между искривленностью с и формой поверхности.6. Correspondence between curvature c and surface shape.
Фиг.7. График поверхности рельефа Северного Ледовитого океана, построенный по регулярной сетке глубин (стереографическая проекция).7. Graph of the surface of the relief of the Arctic Ocean, built on a regular grid of depths (stereographic projection).
Фиг.8. График значений искривленности с поверхности рельефа Северного Ледовитого океана (фиг.7) в стереографической проекции. Более темным участкам соответствуют участки поверхности рельефа с большими значениями искривленности с.Fig. 8. Graph of curvature values from the surface of the relief of the Arctic Ocean (Fig.7) in stereographic projection. Darker areas correspond to areas of the relief surface with large curvature c.
Фиг.9. График значений индекса формы 5 поверхности рельефа Северного Ледовитого океана (фиг.7) в стереографической проекции.Fig.9. The graph of the values of the index form 5 of the surface of the relief of the Arctic Ocean (Fig.7) in stereographic projection.
Способ реализуется следующим образом.The method is implemented as follows.
Как и в прототипе [15], гидроакустическая аппаратура устанавливается на управляемый подвижный аппарат.As in the prototype [15], sonar equipment is installed on a controlled mobile device.
Приемно-излучающее устройство устанавливается на поворотную платформу, имеющую три степени свободы, что позволяет осуществлять гидролокационное облучение ледового образования под разными углами и вдоль вертикальных и горизонтальных плоскостей ледового образования.The receiving-emitting device is mounted on a turntable having three degrees of freedom, which allows sonar irradiation of the ice formation at different angles and along the vertical and horizontal planes of the ice formation.
Первоначально ледовое образование (дрейфующее ледяное поле) обследуется вдоль периметра дрейфующего ледового образования при нахождении управляемого подвижного аппарата на водной поверхности. Затем управляемый подвижный аппарат погружается. При погружении управляемого подвижного аппарата осуществляется гидролокационная съемка подводной части ледового образования. Далее управляемый подвижный аппарат перемещается вдоль периметра ледяного образования. При этом выполняется гидролокационная съемка боковых стенок ледового образования. При всплытии управляемого подвижного аппарата выполняется гидролокационная съемка другой боковой стенки ледового образования. При этом, если за одно погружение и всплытие на поверхность управляемого подвижного объекта невозможно получить полный обзор боковых сторон ледяного образования, то режим погружения и всплытия повторяют с неохваченных гидролокатором сторон ледяного образования. После выполнения гидролокационной съемки по периметру и глубине погружения приступают к гидролокационной съемке подошвы ледяного образования.Initially, an ice formation (a drifting ice field) is examined along the perimeter of a drifting ice formation when a controlled mobile device is on the water surface. Then the controlled mobile unit is immersed. When a controlled mobile device is immersed, a sonar survey of the underwater part of the ice formation is carried out. Next, the controlled mobile unit moves along the perimeter of the ice formation. In this case, a sonar survey of the side walls of the ice formation is performed. When a controlled mobile device emerges, a sonar survey of the other side wall of the ice formation is performed. At the same time, if it is impossible to get a full overview of the sides of the ice formation in one dive and ascent to the surface of a controlled moving object, then the mode of immersion and ascent is repeated from the sides of the ice formation not covered by the sonar. After performing sonar survey along the perimeter and depth of immersion, they begin sonar survey of the sole of the ice formation.
Измерения выполняются с помощью широкополосного параметрического источника с реализацией в излучающем тракте параметрической гидроакустической локационной системы двухканального метода формирования исходных сигналов со средней частотой накачки 165 кГц, с диапазоном разностных частот, равным 5-50 кГц. Перестройка частоты в указанном диапазоне осуществляется как в течение длительности импульса по линейному закону, так и в режиме медленно меняющейся частоты от импульса к импульсу через 2, 4, 8 посылок. Шаг перестройки разностной частоты составляет 0,2 кГц.The measurements are carried out using a broadband parametric source with the implementation in the emitting path of the parametric hydroacoustic location system of a two-channel method for generating the initial signals with an average pump frequency of 165 kHz, with a difference frequency range of 5-50 kHz. Frequency tuning in the indicated range is carried out both during the pulse duration according to the linear law, and in the mode of slowly changing frequency from pulse to pulse after 2, 4, 8 transmissions. The pitch of the difference frequency is 0.2 kHz.
При этом разница коэффициентов усилителя приемного тракта для каналов прямого и отраженного импульса отличается на величину, равную расстоянию между килями ледяного образования. Так как частота биений зависит от девиации частоты излучаемого сигнала и расстояния между килями, то по форме отраженного линейного частотно-модулированного сигнала различают одиночную и групповую цели и оценивают расстояние между элементами групповой цели при расположении объектов на расстояниях, меньших длительности зондирующего импульса.Moreover, the difference in the coefficients of the amplifier of the receiving path for the channels of the direct and reflected pulses differs by an amount equal to the distance between the keels of the ice formation. Since the beat frequency depends on the deviation of the frequency of the emitted signal and the distance between the keels, single and group targets are distinguished by the shape of the reflected linear frequency-modulated signal and the distance between the elements of the group target is estimated at the location of objects at distances shorter than the duration of the probe pulse.
Совпадение огибающих отраженных сигналов от ледяных образований с их частотными зависимостями дает возможность за одну посылку судить о частотных характеристиках отражающих элементов ледяного образования. По характеру частотных зависимостей силы цели элементов ледяного образования, можно различать одиночные объекты (кили) от групповых при их расположении на расстоянии, меньшем половины длительности зондирующего импульса.The coincidence of the envelopes of the reflected signals from ice formations with their frequency dependences makes it possible for one premise to judge the frequency characteristics of the reflecting elements of the ice formation. By the nature of the frequency dependences of the target strength of the ice formation elements, it is possible to distinguish single objects (keels) from group objects at their location at a distance less than half the duration of the probe pulse.
Полученные изображения ледяного образования визуализируется на мониторе в полярной системе координат в виде графических файлов bmp-форматов, содержащих изображения результатов сканирования верхней и нижней поверхности льда. Съемку выполняют с нескольких горизонтов, количество которых определяется глубиной моря и характером ледяного покрова.The obtained images of the ice formation are visualized on the monitor in the polar coordinate system in the form of graphic bmp-format files containing images of the scan results of the upper and lower ice surfaces. The survey is carried out from several horizons, the amount of which is determined by the depth of the sea and the nature of the ice cover.
Далее выполняют картографическое построение ледяного образования с учетом таких факторов, как вид генерализуемого объекта, степень извилистости линии на мониторе, степень уменьшения генерализуемого объекта.Then, cartographic construction of the ice formation is performed taking into account such factors as the type of generalizable object, the degree of tortuosity of the line on the monitor, and the degree of reduction of the generalizable object.
При этом выполняют следующие операции:The following operations are performed:
- сегментацию-разделение линейного объекта по геометрическим показателям (кривизна, фрактальная размерность, фрактальный множитель);- segmentation-separation of a linear object by geometric indicators (curvature, fractal dimension, fractal factor);
- упрощения путем уменьшения количества точек линии;- simplification by reducing the number of line points;
- сглаживания путем уменьшения кривизны линии;- smoothing by reducing the curvature of the line;
- смещения части линии или некоторых точек линии;- displacement of a part of the line or some points of the line;
- утрирования, заключающегося в утверждении или исключении отдельных элементов, не выражающихся в уменьшенном масштабе карты.- exaggeration, which consists in the approval or exclusion of individual elements that are not expressed in the reduced scale of the map.
При этом полученная кривая или сигнал подвергается всплеск-преобразованию (Берлянт A.M., Бусин О.Р., Собчук Т.В. Картографическая генерализация и теория фракталов. М.: МГУ им. Ломоносова - 1998. - 136 с.; с.96-112).In this case, the resulting curve or signal undergoes a burst transformation (Berlyant AM, Busin OR, Sobchuk TV Cartographic generalization and fractal theory. M: Moscow State University named after Lomonosov - 1998. - 136 p.; P. 96- 112).
По заданному масштабу (разрешению) карты определяется генерализованная кривая (сигнал).Given a scale (resolution) of the map, a generalized curve (signal) is determined.
Посредством коэффициентов всплеск-преобразования разделяют кривые, характеризующие конфигурацию килей и торосистых поверхностей, а также общую поверхность на области с различной сложностью, что дает иерархическое многомасштабное представление анализируемого сигнала и обеспечивает эффективные геометрические преобразования на выбранных уровнях точности, быструю классификацию данных, быстрое отображение и мультиразрешающий рисунок ледяной поверхности.By means of splash-transform coefficients, the curves characterizing the configuration of keels and hummock surfaces are separated, as well as the common surface on areas with different complexity, which gives a hierarchical multiscale representation of the analyzed signal and provides effective geometric transformations at selected accuracy levels, fast data classification, fast display and multi-resolution drawing of an ice surface.
При построении рельефа нижней поверхности ледового образования на графопостроителе непрерывную область акватории с измеренными глубинами дискретизируют посредством узлов регулярной сетки. Затем определяют граф, задавая связи (ребра графа) на этой сетки. Связи определяются путем индексирования узлов регулярной сетки с помощью дерева Фарадея-Коши.When constructing the relief of the lower surface of ice formation on a plotter, a continuous area of the water area with measured depths is sampled using regular grid nodes. Then determine the graph by setting the connection (edges of the graph) on this grid. Links are determined by indexing the nodes of the regular grid using the Faraday-Cauchy tree.
Обработка исходных наблюдений при этом включает процедуру введения координат (упорядочения) точек измерения - триангуляцию. При этом поверхность подменяется триангуляционной сетью - неориентированным графом. Структура графа (фиг.5) представляет информацию только об упорядочении пространственных координат-точек с измеренными значениями (глубинами). Модельной функцией нахождения структурных линий на поверхности рельефа - гребней и ложбин, является функцияThe processing of the initial observations in this case includes the procedure for introducing the coordinates (ordering) of the measurement points — triangulation. In this case, the surface is replaced by a triangulation network — an undirected graph. The graph structure (Fig. 5) provides information only on the ordering of spatial coordinate points with measured values (depths). The model function of finding structural lines on the relief surface - ridges and hollows, is the function
Н(х,y)=3(1-x)2exp(-x)2-(y+1)2-10(x/5-x3-y5)exp(-x2-y2)-1/3ехр(-(х+1)2-y2),H (x, y) = 3 (1-x) 2 exp (-x) 2 - (y + 1) 2 -10 (x / 5-x 3 -y 5 ) exp (-x 2 -y 2 ) - 1 / 3exp (- (x + 1) 2 -y 2 ),
в области которой находятся точки наблюдений (измерений). При использовании известных способов восстановления рельефа (например, триангуляция Делоне и линейная интерполяция) получим график в виде функции, представленной на чертеже (фиг.5а). При предлагаемом способе триангуляционная сетка точек измерении, описываемых функцией Н(х,y), строится в виде взвешенного неориентированного графа. При этом гребни и ложбины соответствуют путям на ребрах этого графа с минимальной длиной. Эти минимальные пути определяются посредством алгоритма Дейкстры - поиска кратчайших путей на графе. В результате получим график функции в виде, представленном на чертеже (фиг.5в). Структура графа с точки зрения представления информации о геопространственном поле в ЭВМ, как поверхности, является дискретной информационной структурой, соответствующей дискретной форме внутреннего функционирования ЭВМ.in the area of which there are observation points (measurements). When using known methods of relief reconstruction (for example, Delaunay triangulation and linear interpolation), we obtain a graph in the form of a function shown in the drawing (Fig. 5a). With the proposed method, the triangulation grid of measurement points described by the function H (x, y) is constructed in the form of a weighted undirected graph. In this case, ridges and hollows correspond to paths on the edges of this graph with a minimum length. These minimal paths are determined using the Dijkstra algorithm - finding the shortest paths on a graph. As a result, we obtain a graph of the function in the form shown in the drawing (Fig. 5c). The structure of the graph from the point of view of representing information about the geospatial field in a computer as a surface is a discrete information structure corresponding to a discrete form of the internal functioning of a computer.
Далее определяют погрешность Θ(Н) восстановления рельефа в виде максимального значения абсолютной величины разности между истиной поверхностью и восстановленнойNext, determine the error Θ (H) of the restoration of the relief in the form of the maximum value of the absolute value of the difference between the true surface and the restored
где K - общее число первых моментов, обеспеченных точностью. Точности оценки моментов δ(Ik) будут определяться структурой расположения точек измерения.where K is the total number of first moments provided by accuracy. The accuracy of the moment estimation δ (I k ) will be determined by the arrangement of the measurement points.
Для оптимального распределения точек (измерений), которые всегда можно определить на исходном множестве точек (см. например. Соболь И.М. Многомерные квадратурные формулы и функции Хаара. М.: Наука, 1969, с.288.) с точностью оценки момента для нормированной функции в соответствии с выражением δ(Ik)≤2/Nk.For the optimal distribution of points (measurements) that can always be determined on the initial set of points (see, for example, Sobol IM, Multidimensional quadrature formulas and Haar functions. M: Nauka, 1969, p. 288.) With the accuracy of the moment estimate for normalized function in accordance with the expression δ (I k ) ≤2 / Nk.
Восстановление формы рельефа ледового образования может выполняться после каждой серии дискретных измерений, что позволяет данный способ отнести к средствам объективного контроля в отличие от известных способов. Эффективность восстановления формы рельефа по дискретным измерениям определяется тем, что он основан на интегральных преобразованиях, тем самым ошибки не увеличиваются как в известных способах. Существенным преимуществом заявляемого способа и устройства для его осуществления является возможность точного измерения координат рассеивающих слоев.The restoration of the relief form of the ice formation can be performed after each series of discrete measurements, which allows this method to be attributed to the means of objective control, in contrast to the known methods. The efficiency of reconstructing the shape of the relief from discrete measurements is determined by the fact that it is based on integral transformations, thereby the errors do not increase as in the known methods. A significant advantage of the proposed method and device for its implementation is the ability to accurately measure the coordinates of the scattering layers.
Применение метода деконволюции при обработке временных рядов позволяет получить оценки коэффициентов авторегрессионной модели с минимальной дисперсией ошибок. Использование алгоритма Левинсона для решения задачи деконволюции наблюдаемого временного ряда дает возможность при минимальных вычислительных затратах определить искомые параметры модели сложно-неоднородной среды. Процедура определения параметров сложно-неоднородной среды реализована с помощью фильтра линейного предсказания, выполненного в виде оптимального решетчатого фильтра.The use of the deconvolution method in time series processing makes it possible to obtain estimates of the coefficients of the autoregressive model with minimal error dispersion. Using the Levinson algorithm to solve the problem of deconvolution of the observed time series makes it possible to determine the desired parameters of the model of a complex inhomogeneous medium with minimal computational costs. The procedure for determining the parameters of a complex inhomogeneous medium is implemented using a linear prediction filter made in the form of an optimal lattice filter.
В отличие от прототипа [15], при использовании которого при любой плотности точек истинное местоположение поверхности рельефа между точками измерения остается неизвестным и истинная поверхность может лежать выше или ниже положения отрезка прямой (соответствующего ребру триангуляции), соединяющей две точки в трехмерном пространстве, в предлагаемом техническом решении выполняют учет всех трех координат точек измерения глубин, а именно, двух пространственных координат и собственно величины глубины, посредством трехмерной триангуляцией Делоне. Результаты трехмерной триангуляции позволяют получить оценку погрешности реконструкции рельефа дна и оценить допустимость плотности точек для восстановления рельефа с заданной погрешностью.In contrast to the prototype [15], when using which for any density of points the true location of the relief surface between the measurement points remains unknown and the true surface may lie above or below the position of a straight line segment (corresponding to the edge of the triangulation) connecting two points in three-dimensional space, in the proposed the technical solution takes into account all three coordinates of the depth measurement points, namely, two spatial coordinates and the actual depth value, by means of three-dimensional triangulation Elon. The results of three-dimensional triangulation make it possible to obtain an estimate of the error in reconstruction of the bottom topography and to assess the permissibility of the density of points for restoring the relief with a given error.
Построение верхней и нижней границ триангулированных поверхностей выполняют методом α - формы (Alok K. Chaturvedi and Les A. Piegl, "Procedural method for terrain surface interpolation", Comput. and Graphics, Vol.20, No.4, pp.541-566, 1966, Elsevier Science Ltd, GB), что позволяет выявить форму поверхности по неупорядоченному «облаку» точек. При этом такого рода построения направлены на уточнение рельефа земной поверхности.The construction of the upper and lower boundaries of triangulated surfaces is performed by the α-shape method (Alok K. Chaturvedi and Les A. Piegl, "Procedural method for terrain surface interpolation", Comput. And Graphics, Vol.20, No.4, pp.541-566 , 1966, Elsevier Science Ltd, GB), which makes it possible to reveal the shape of the surface from the disordered "cloud" of points. Moreover, such constructions are aimed at clarifying the relief of the earth's surface.
В предлагаемом техническом решении при построении рельефа дна дополнительно определяют местоположение линий подводных хребтов и долин ледового образования путем вычислений значений гауссовой и средней кривизны, а поверхность рельефа строят по регулярной сетке. Все многообразие неровностей, из которых слагается рельеф поверхности ледового образования, можно в основном свести к следующим пяти элементарным формам: гора, котловина, хребет, лощина, седловина (Леонтьев О., Рычагов Г. Общая геоморфология М.: Высш. шк., 1979. - 287 с.). Вершина горы, дно котловины, точка седловины являются характерными точками рельефа; линия водораздела хребта, линия водослива лощины, линия подошвы горы или хребта, линия бровки котловины или лощины являются характерными линиями рельефа. Для оконтуривания основных форм рельефа целесообразно применить мощности ЭВМ, что в свою очередь требует использования методов и алгоритмов, специализированных для этих целей. Методы вычисления на ЭВМ основных форм рельефа с учетом принятых форматов представления рельефа в электронном виде известны из источников: Гильберт Д., Кон-Фоссен С. Наглядная геометрия. - М.: Нука, 1981. - 344 с. Лорд И.А., Уилсон С.Б. Введение в дифференциальную геометрию и топологию. Математическое описание вида и формы. - Москва-Ижевск: Институт компьютерных исследований, 2003. - 304 с. Торп Дж.In the proposed technical solution, when constructing the bottom relief, the location of the lines of underwater ridges and ice formation valleys is additionally determined by calculating the values of the Gaussian and average curvature, and the relief surface is built on a regular grid. The whole variety of irregularities that form the surface relief of an ice formation can be mainly reduced to the following five elementary forms: a mountain, a hollow, a ridge, a hollow, a saddle (Leontyev O., Rychagov G. General geomorphology M .: Higher school, 1979 . - 287 p.). The top of the mountain, the bottom of the basin, the point of the saddle are characteristic points of relief; ridge watershed line, hollow spillway line, mountain or ridge bottom line, hollow or hollow edge line are characteristic relief lines. To outline the main relief forms, it is advisable to use the power of a computer, which in turn requires the use of methods and algorithms specialized for these purposes. Computer methods for calculating the basic relief forms, taking into account accepted formats for representing the relief in electronic form, are known from sources: Hilbert D., Kon-Vossen S. Visual geometry. - M .: Nuka, 1981. - 344 p. Lord I.A., Wilson S.B. Introduction to differential geometry and topology. The mathematical description of the form and form. - Moscow-Izhevsk: Institute for Computer Research, 2003. - 304 p. Thorpe J.
В известных способах уклон (крутизна) склона участка рельефа определяется как угол, образуемый направлением склона с горизонтальной плоскостью, который выражается обычно в угловой мере (Белобров А.П. Гидрография моря. М.: Транспорт, 1964. - 515 с.). При этом при описании уклона отсутствуют необходимые два параметра: направление, в котором рассматривают изменение глубин (высот) поверхности рельефа, и координаты точки, к которой следует отнести величину уклона. Приведенное понятие "уклона" является эклектическим аналогом производной в точке по некоторому направлению для непрерывной гладкой поверхности, а именно гладкой поверхностью представляется рельеф на картах.In the known methods, the slope (steepness) of the slope of a relief site is defined as the angle formed by the direction of the slope with a horizontal plane, which is usually expressed in angular measure (Belobrov A.P. Hydrography of the sea. M .: Transport, 1964. - 515 p.). Moreover, when describing the slope, two necessary parameters are absent: the direction in which the change in the depths (heights) of the relief surface is considered, and the coordinates of the point to which the slope value should be attributed. The above concept of a “slope” is an eclectic analogue of the derivative at a point in a certain direction for a continuous smooth surface, namely, a relief on maps appears to be a smooth surface.
Ограничимся небольшим куском поверхности Ф и оставим его граничные точки без рассмотрения (фиг.1). Рассмотрим точку Р поверхности и все кривые на этой поверхности, проходящие через точку Р. В дифференциальной геометрии доказывается, что касательные, которые можно провести к этим кривым в точке Р, лежат в одной плоскости, вследствие этого называемой касательной плоскостью Тр. Максимальный вектор в касательной плоскости называется градиентом g. Именно поле градиентов полностью характеризует изменчивость склонов рельефа. Градиент как вектор в точке Р характеризуется значением - уклоном и направлением. Отметим, что зачастую неявно предполагают, что уклон представляет собой градиент. Однако это является смешением понятий. Уклон - скаляр, а градиент - вектор. Именно из последнего следует, что для полного отображения изменчивости склонов рельефа необходимо построение в каждой точке поверхности двух характеристик: уклона, как величины градиента, и направления градиента. Единичный вектор n, перпендикулярный к касательной плоскости в точке Р поверхности, называется нормалью к поверхности в точке Р. Кривые, образующиеся при пересечении поверхности плоскостями, проходящими через нормаль к поверхности, называются нормальными сечениями. Вектор нормали однозначно соответствует касательной плоскости и, естественно, градиенту в точке Р плоскости.We restrict ourselves to a small piece of the surface Ф and leave its boundary points without consideration (Fig. 1). Consider the point P of the surface and all the curves on this surface passing through the point P. In differential geometry it is proved that the tangents that can be drawn to these curves at the point P lie in the same plane, which is why it is called the tangent plane T p . The maximum vector in the tangent plane is called the gradient of g. It is the gradient field that completely characterizes the variability of the slopes of the relief. The gradient as a vector at the point P is characterized by the value - slope and direction. Note that it is often implicitly assumed that the slope is a gradient. However, this is a mixture of concepts. The slope is a scalar, and the gradient is a vector. It is from the latter that it follows that in order to fully display the variability of the slopes of the relief, it is necessary to build at each surface point two characteristics: the slope, as the magnitude of the gradient, and the direction of the gradient. The unit vector n, perpendicular to the tangent plane at point P of the surface, is called the normal to the surface at point P. The curves formed when the surface intersects by planes passing through the normal to the surface are called normal sections. The normal vector uniquely corresponds to the tangent plane and, naturally, to the gradient at the point P of the plane.
Очевидно, что градиента как характеристики крутизны склонов недостаточно для выявления основных форм поверхности рельефа ледового образования. Для этого необходимо иметь информацию о локальных значениях скорости и направлении изменения градиента в окрестности точки Р, которые характеризуют свойства выпуклости и вогнутости поверхности в точке Р. Действительно, вблизи линии резкого изменения крутизны (например, линии хребта) будет наблюдаться большая скорость изменения градиентов. Необходим параметр, описывающий скорость изменения производной по направлению в точке Р поверхности. В дифференциальной геометрии в качестве такого параметра используется кривизна поверхности в точке Р. Практическая значимость этого понятия состоит в том, что каждому значению кривизны соответствует определенная элементарная форма поверхности. Затем эти элементарные формы можно сопоставить основным формам рельефа. Другими словами, все возможные значения кривизны можно классифицировать по основным формам рельефа ледового образования, что позволяет, вычислив значение кривизны в точке поверхности, отнести ее к той или другой основной форме рельефа ледового образования.Obviously, the gradient as a characteristic of the steepness of the slopes is not enough to identify the main forms of the relief surface of the ice formation. For this, it is necessary to have information about the local values of the velocity and the direction of the gradient in the vicinity of point P, which characterize the properties of the convexity and concavity of the surface at point P. Indeed, near the line of a sharp change in the steepness (for example, the ridge line), a large rate of change of gradients will be observed. A parameter is needed that describes the rate of change of the derivative in the direction at the point P of the surface. In differential geometry, the curvature of the surface at the point P is used as such a parameter. The practical significance of this concept is that each value of curvature corresponds to a certain elementary shape of the surface. Then these elementary forms can be compared with the main relief forms. In other words, all possible values of the curvature can be classified according to the main relief forms of the ice formation, which allows, by calculating the value of the curvature at the surface point, to relate it to one or another main relief form of the ice formation.
Прежде чем определить кривизну для поверхности необходимо дать определение кривизны для плоской кривой. Пусть γ(t) - регулярная кривая в 2-мерном евклидовом пространстве, параметризованная длиной t. Тогда 
Чтобы кривая γ совпадала с некоторым отрезком прямой или со всей прямой, необходимо и достаточно, чтобы кривизна (или вектор кривизны) тождественно равнялась нулю. Величина, обратная кривизне кривой (r=1/k), называется радиусом кривизны; он совпадает с радиусом соприкасающейся окружности в данной точке кривой. Центр этой окружности называется центром кривизны (фиг.2а).For the curve γ to coincide with a certain segment of the line or with the whole line, it is necessary and sufficient that the curvature (or the curvature vector) be identically equal to zero. The inverse of the curvature of the curve (r = 1 / k) is called the radius of curvature; it coincides with the radius of the contiguous circle at a given point in the curve. The center of this circle is called the center of curvature (figa).
Таким образом, кривизна кривой γ(t) в точке Р измеряет нормальную компоненту ускорения с единичной скоростью, проходящей через Р. Отметим смысл знака k(P): если k(P)>0, то в точке Р кривая поворачивает в сторону своей нормали n(Р), если же k(P)<0, то кривая поворачивает от n(Р), то есть удаляется от n(Р) (фиг.2б).Thus, the curvature of the curve γ (t) at point P measures the normal component of acceleration with a unit velocity passing through P. Note the meaning of the sign k (P): if k (P)> 0, then at point P the curve turns towards its normal n (P), but if k (P) <0, then the curve turns from n (P), that is, it moves away from n (P) (Fig.2b).
Теперь задача состоит в том, чтобы перенести понятие кривизны для кривой на поверхность. В случае кривых кривизна характеризует отклонение кривой от своей касательной в рассматриваемой точке. Поставим теперь аналогичный вопрос о поведении поверхности по отношению к своей касательной плоскости.The challenge now is to bring the concept of curvature for a curve to the surface. In the case of curves, the curvature characterizes the deviation of the curve from its tangent at the point in question. We now pose a similar question about the behavior of a surface with respect to its tangent plane.
Пусть Ф регулярная поверхность в трехмерном евклидовом пространстве. Пусть Р - точка Ф, ТР - касательная плоскость к Ф в точке Р, n - единичная нормаль к Ф в точке Р, а - πe плоскость, проходящая через n и некоторый единичный вектор е в ТР. Кривая γe, получающаяся как пересечение плоскости πe с поверхностью Ф, называется нормальным сечением поверхности Ф в точке Р в направлении е. Величина ke=k·n, где "·" обозначает скалярное произведение, а k - вектор кривизны γe в точке Р называется нормальной кривизной поверхности Ф в направлении е. С точностью до знака нормальная кривизна равна кривизне кривой γe.Let Φ be a regular surface in three-dimensional Euclidean space. Let F - point F, T F - F tangent plane to the point P, n - F unit normal to the point P, and - π e plane through n and a unit vector e in T P. The curve γ e obtained as the intersection of the plane π e with the surface Ф is called the normal section of the surface Ф at the point P in the direction e. The quantity k e = k · n, where "·" denotes the scalar product, and k is the curvature vector γ e in point P is called the normal curvature of the surface Φ in the direction e. Up to the sign, the normal curvature is equal to the curvature of the curve γ e .
В касательной плоскости ТР существуют два перпендикулярных направления е1 и e2 такие, что нормальную кривизну в произвольном направлении можно представить с помощью так называемой формулы Эйлера: ke=k1cos2α+k2sinα, где α - угол между е1 и е, величины k1 и k2 нормальные кривизны в направлениях е1 и е2, называющиеся главными направлениями поверхности в точке Р. На главных направлениях значения кривизны являются экстремальными (далее полагаем, что k1>k2) для соответствующих нормальных сечений (фиг.3).In the tangent plane T P there are two perpendicular directions e 1 and e 2 such that the normal curvature in an arbitrary direction can be represented using the so-called Euler formula: k e = k 1 cos2α + k 2 sinα, where α is the angle between e 1 and e, the quantities k 1 and k 2 are normal curvatures in the directions e 1 and e 2 , called the principal directions of the surface at point P. On the main directions, the curvature values are extreme (we assume further that k 1 > k 2 ) for the corresponding normal sections (Fig. .3).
Величина Н=k1+k2, (иногда (k1+k2)/2) называется средней кривизной поверхности. Величина K=k1k2 называется гауссовой кривизной поверхности.The value of H = k 1 + k 2 , (sometimes (k 1 + k 2 ) / 2) is called the average curvature of the surface. The quantity K = k 1 k 2 is called the Gaussian curvature of the surface.
При вычислении кривизны на ЭВМ для поверхности рельефа ледового образования используемый метод будет определяться форматом исходных данных, представляющих поверхность рельеф ледового образования. Основных форматов два: глубины (высоты) в нерегулярной сети точек (TIN) и глубины (высоты) в регулярной сети точек (GRID) (Kringer K.S. Geomorphometric Analysis of Airborne Laserscanning data for Soil Mapping in an Alpine Valley Bottom. - School: Institute of Geography, University of Innsbruck, 2010. - 136 p. Wilson M.F.J., O'Connell В., Brown C., Guinan J.C., Grehan A.J. Multiscale Terrain Analysis of Multibeam Bathymetry Data for Habitat Mapping on the Continental Slope. // Marine Geodesy, 2007, 30, p.3-35.).When calculating the curvature on a computer for the surface of the ice formation, the method used will be determined by the format of the initial data representing the surface of the ice formation. There are two main formats: depth (height) in an irregular network of points (TIN) and depth (height) in a regular network of points (GRID) (Kringer KS Geomorphometric Analysis of Airborne Laserscanning data for Soil Mapping in an Alpine Valley Bottom. - School: Institute of Geography, University of Innsbruck, 2010 .-- 136 p. Wilson MFJ, O'Connell B., Brown C., Guinan JC, Grehan AJ Multiscale Terrain Analysis of Multibeam Bathymetry Data for Habitat Mapping on the Continental Slope. // Marine Geodesy, 2007, 30, p. 3-35.).
Глубины (впадины) в регулярной сети точек могут иметь две различных интерпретации, которые часто явно не оговариваются. В одной трактовке значения глубины представляют как постоянные значения глубин в регулярной ячейке. Так например, такая интерпретация принята в базе IBCAO, где каждое значение глубины в регулярном наборе является средним значением в ячейке размером 2.5×2.5 км (Jakobsson M., Macnab R, International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO). Beta Version. Technical Reference and User's Guide. - Stockholm University, Geological Survey of Canada, 2008. - 16 p.). Для такой интерпретации гладкость поверхности отсутствует - градиенты равны нулю во всех точках, за исключением граничных точек ячеек, где градиент не существует. В этой интерпретации характеристики изменчивости, описанные выше, не применимы. В другой глубины, заданные на регулярной сетке, соответствуют глубинам в центре ячеек. Здесь можно рассматривать линейное изменение глубин и изложенное выше применимо.Depths (depressions) in a regular network of points can have two different interpretations, which are often not explicitly specified. In one interpretation, depth values are represented as constant depths in a regular cell. For example, such an interpretation is accepted in the IBCAO database, where each depth value in a regular set is the average value in a cell 2.5 × 2.5 km in size (Jakobsson M., Macnab R, International Bathymetric Chart of the Arctic Ocean (IBCAO). Beta Version. Technical Reference and User's Guide. - Stockholm University, Geological Survey of Canada, 2008 .-- 16 p.). For such an interpretation, surface smoothness is absent - the gradients are zero at all points, except for the boundary points of the cells where the gradient does not exist. In this interpretation, the variability characteristics described above are not applicable. In another, the depths set on a regular grid correspond to the depths in the center of the cells. Here we can consider a linear change in depths and the above applies.
Наиболее общий способ оценки кривизны поверхности в точке использует представление глубин в нерегулярной сети точек (TIN). Для каждой вершины триангуляции ν (фиг.4) вычисляются значения гауссовой и средней кривизны:The most common way to estimate surface curvature at a point is by using depth representation in an irregular point network (TIN). For each vertex of the triangulation ν (Fig. 4), the values of the Gaussian and average curvature are calculated:
гдеWhere
Отсюда можно вычислить k1 и k2:From here we can calculate k 1 and k 2 :
Для данных о рельефе, представляющих массив регулярных точек, используются специализированные методы. Они представляют собой оценку кривизны для некоторой точки сетки {i,j}. Здесь i - номер строки, a j - номер столбца сетки. Гауссова и средняя кривизна оцениваются по формулам:For elevation data representing an array of regular points, specialized methods are used. They represent the curvature estimate for some grid point {i, j}. Here i is the row number, and j is the grid column number. Gaussian and average curvature are estimated by the formulas:
где hx, hy, hxx, hyy, hxy означают первые, вторые и смешанные производные по х и y, которые вычисляются в конечных разностях по строкам (х) и столбцам (y). Аналогично (1) и (2) можно вычислить k1(i,j) и k2(i,j).where h x , h y , h xx , h yy , h xy mean the first, second and mixed derivatives with respect to x and y, which are calculated in finite differences with respect to rows (x) and columns (y). Similarly to (1) and (2), we can calculate k 1 (i, j) and k 2 (i, j).
Рассмотрим плоскость всевозможных значений {k1,k2}. В работе (Koenderink J. J., van Doorn A. J. Surface shape and curvature scales. // Image and Vision Computing. 1992, October. 10(8), pp.557-565.) показано, что каждой возможной элементарной форме гладкой поверхности соответствует некоторая пара значений [k1,k2]. Учитывая поворотную и зеркальную симметрии элементарных форм поверхности, можно ввести в рассмотрение два новых параметра: индекс формы s (shape index) и искривленность с (curvedness), определяемые через величины k1 и k2:Consider the plane of all possible values {k 1 , k 2 }. In (Koenderink JJ, van Doorn AJ Surface shape and curvature scales. // Image and Vision Computing. 1992, October. 10 (8), pp.557-565.) It is shown that a certain pair corresponds to each possible elementary form of a smooth surface values of [k 1 , k 2 ]. Given the rotational and mirror symmetries of the elementary surface forms, two new parameters can be introduced into consideration: the shape index s and the curvedness, defined through the values of k 1 and k 2 :
Величины значений индекса формы s лежат в интервале от -1 до +1. Некоторым значениям s можно поставить в соответствие четкие элементарные формы искривленной поверхности (фиг.5). В интервалах между этими значениями элементарные формы имеют переходные черты. Между "сферической чашкой" и "долиной" лежат "корытообразные формы", между "сферическим куполом" и "хребтом" лежат "куполообразные формы". При s=0 располагается "симметричное седло".The values of the index of the form s lie in the range from -1 to +1. Certain values of s can be associated with distinct elementary forms of a curved surface (Fig. 5). In the intervals between these values, elementary forms have transitional features. Between the "spherical cup" and the "valley" lie "trough-shaped forms", between the "spherical dome" and the "ridge" lie "dome-shaped forms". For s = 0, a "symmetrical saddle" is located.
Этим элементарным формам естественно сопоставляются основные формы рельефа: "сферическому куполу" - гора (или холм) как возвышенность конусообразной формы; "сферической чашке" - котловина как углубление конусообразной формы; "хребту" - хребет как вытянутая и постепенно понижающаяся в одном направлении возвышенность; "долине" - лощина как вытянутое и открытое с одного конца постепенно понижающееся углубление, "седлу" - седловина как небольшое понижение между двумя соседними горами.The basic relief forms are naturally correlated with these elementary forms: to the "spherical dome" - a mountain (or hill) as an elevation of a conical shape; "spherical cup" - the basin as a recess in a conical shape; "ridge" - the ridge as an elongated and gradually descending hill in one direction; “valley” - a hollow as an elongated and open from one end gradually lowering depression, “saddle” - a saddle as a small depression between two neighboring mountains.
Очевидно, что существуют разновидности названий перечисленных основных форм, определяемые масштабом рассматриваемой формы рельефа, например, разновидности лощины: долина, овраг, каньон, промоина, балка и т.д. Иногда разновидности названий основных форм характеризуют особенности рельефа конкретного участка местности, например, в горах бывают пики - остроконечные вершины гор, ущелья, теснины, щеки, плато, перевалы и т.д.Obviously, there are varieties of names of the listed basic forms, determined by the scale of the considered form of relief, for example, varieties of a hollow: valley, ravine, canyon, ravine, beam, etc. Sometimes varieties of the names of the main forms characterize the features of the relief of a particular site, for example, in the mountains there are peaks - peaked peaks of mountains, gorges, gorges, cheeks, plateaus, passes, etc.
Величины значений искривленности с лежат в интервале от -∞ до +∞. Значение с характеризует степень искривленности элементарной формы поверхности, чем выше значение с, тем более поверхность искривлена (остра), чем ниже значение с, тем более она плоская (фиг.6). Этот параметр позволяет выявлять области с "острыми" формами рельефа, то есть определять местоположение линий хребтов и долин.The values of the curvature c lie in the range from -∞ to + ∞. The value of c characterizes the degree of curvature of the elementary shape of the surface, the higher the value of c, the more the surface is curved (sharp), the lower the value of c, the more flat it is (Fig.6). This parameter allows you to identify areas with "sharp" landforms, that is, to determine the location of the lines of ridges and valleys.
Для иллюстрации были вычислены параметры s и с для массива регулярных точечных измерений, выполненных в Северном Ледовитом океане (фиг.7). Результаты вычислений представлены на фиг.8 и 9.To illustrate, the parameters s and c were calculated for an array of regular point measurements performed in the Arctic Ocean (Fig. 7). The calculation results are presented in Figs. 8 and 9.
Полученные результаты свидетельствуют о том, что предлагаемый способ позволяет автоматизировать технологию нахождения основных форм рельефа ледового образования по массивам точечных измерений глубин.The results obtained indicate that the proposed method allows to automate the technology of finding the main relief forms of ice formation from arrays of point measurements of depths.
При визуализации требуемой области пространства ледяного образования Система навигации построена с использованием альтернативного по отношению известной технологии GA принципа организации точки наблюдения трехмерной сцены, в которой используется стандартный принцип - точка наблюдения расположена вне сцены и при навигации сцена неподвижна, а изменяются координаты точки наблюдения и угол наблюдения. При этом центр вращения явно не определяется, что и является одной из причин потери изображения при навигации. В предлагаемой технологии точка наблюдения находится постоянно в центре окна наблюдения и визуализируется небольшим трехгранником осей, а начало трехгранника всегда является центром вращения изображения и при навигации сцена перемещается относительно этого центра.When visualizing the required area of the ice formation space, the Navigation system is constructed using an alternative to the well-known GA technology principle of organizing the observation point of a three-dimensional scene, in which the standard principle is used - the observation point is located outside the scene and the scene is stationary during navigation, and the coordinates of the observation point and the viewing angle are changed . In this case, the center of rotation is not clearly determined, which is one of the reasons for the loss of image during navigation. In the proposed technology, the observation point is constantly in the center of the observation window and is visualized by a small trihedral of axes, and the beginning of the trihedron is always the center of rotation of the image and when navigating the scene moves relative to this center.
Картографическая сцена содержит также береговую линию и объекты хозяйственной деятельности (морские терминалы), находящиеся в зоне ледовых исследований.The cartographic scene also contains the coastline and objects of economic activity (marine terminals) located in the ice research area.
Предлагаемый способ дает возможность получить картину видимой части исследуемого объекта (кили торосистых образований, изометрические морфоструктуры поверхности дна ледового образования).The proposed method makes it possible to obtain a picture of the visible part of the studied object (keels of hummocky formations, isometric morphostructures of the surface of the bottom of the ice formation).
Достоинствами способа является то, что можно обследовать на максимальное заглубление киля на порядок больше торосов, выявить заглубленные выступы на нижней поверхности льда, расположенные по всей поверхности и не обнаруженные прямыми измерениями, а также оценить такую важную морфометрическую характеристику, как максимальное заглубление килей торосов.The advantages of the method is that it is possible to examine for maximum deepening of the keel an order of magnitude more hummocks, to reveal deepened protrusions on the lower surface of the ice located on the entire surface and not detected by direct measurements, and also to evaluate such an important morphometric characteristic as the maximum depth of the keels of hummocks.
Промышленная реализация предлагаемого технического решения сложности не представляет, так как предлагаемый способ может быть реализован на серийно выпускаемой аппаратуре.Industrial implementation of the proposed technical solution is not difficult, since the proposed method can be implemented on commercially available equipment.
Источники информацииInformation sources
1. Гудошников Ю.П., Козлов Д.Н., Кубышкин Н.В. Водолазные исследования торосов и стамух в Баренцевом море в 2003 г. // Комплексные исследования и изыскания ледовых и гидрометеорологических явлений и процессов на арктическом шельфе СПб. 2004. Труды ААНИИ. Том 449, с.238-246.1. Gudoshnikov Yu.P., Kozlov D.N., Kubyshkin N.V. Diving studies of hummocks and hammers in the Barents Sea in 2003 // Comprehensive studies and research of ice and hydrometeorological phenomena and processes on the Arctic shelf of St. Petersburg. 2004. Proceedings of AANII. Volume 449, p. 238-246.
2. Гидролокационная съемка нижней поверхности ледяного покрова / Зубакин Г.К., Криницкий П.И., Гудошников Ю.П. и др. // Комплексные исследования и изыскания ледовых и гидрометеорологических явлений и процессов на арктическом шельфе, СПб. 2004. Труды ААНИИ. Том 449, с.229-237.2. Sonar survey of the lower surface of the ice cover / Zubakin GK, Krinitsky PI, Gudoshnikov Yu.P. et al. // Integrated research and research on ice and hydrometeorological phenomena and processes on the Arctic shelf, St. Petersburg. 2004. Proceedings of AANII. Volume 449, p.229-237.
3. Патент FR №2431137.3. Patent FR No. 2431137.
4. Патент FR №2509869.4. Patent FR No. 2509869.
5. Патент DE №2481791.5. DE patent No. 2481791.
6. Патент GB №1418614.6. GB patent No. 1418614.
7. Патент GB №1486068.7. GB patent No. 1486068.
8. Патент US №4596007.8. US patent No. 4596007.
9. Патент US №4603408.9. US patent No. 4603408.
10. Патент US №4605140.10. US patent No. 4605140.
11. A.c. SU №747313.11. A.c. SU No. 747313.
12. A.c. SU №1060033.12. A.c. SU No. 1060033.
13. A.c. SU №688104.13. A.c. SU No. 688104.
14. Патент US №4287580.14. US patent No. 4287580.
15. Патент RU №2444760 С1, 10.03.2012.15. Patent RU No. 2444760 C1, 03/10/2012.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013132724/28A RU2549683C2 (en) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Method of surveying lower surface of ice cover |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2013132724/28A RU2549683C2 (en) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Method of surveying lower surface of ice cover |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2013132724A RU2013132724A (en) | 2015-01-20 |
| RU2549683C2 true RU2549683C2 (en) | 2015-04-27 |
Family
ID=53280831
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2013132724/28A RU2549683C2 (en) | 2013-07-15 | 2013-07-15 | Method of surveying lower surface of ice cover |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2549683C2 (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603831C1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of determination of iceberg lowest point immersion depth |
| RU2623830C1 (en) * | 2016-07-27 | 2017-06-29 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of remote determination of relief and sedimentation of underwater iceberg part |
| RU2771468C1 (en) * | 2021-06-30 | 2022-05-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Method for determining the local curvature and shape of the surface of plates and structures |
| RU2771434C1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-05-04 | Владимир Васильевич Чернявец | Apparatus for surveying the underwater surface of an iceberg |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444760C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-10 | Василий Алексеевич Воронин | Method for removing lower surface of ice cover |
-
2013
- 2013-07-15 RU RU2013132724/28A patent/RU2549683C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2444760C1 (en) * | 2010-09-13 | 2012-03-10 | Василий Алексеевич Воронин | Method for removing lower surface of ice cover |
Non-Patent Citations (1)
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2603831C1 (en) * | 2015-06-26 | 2016-11-27 | Российская Федерация, от имени которой выступает Министерство промышленности и торговли Российской Федерации (Минпромторг) | Method of determination of iceberg lowest point immersion depth |
| RU2623830C1 (en) * | 2016-07-27 | 2017-06-29 | Акционерное Общество "Концерн "Океанприбор" | Method of remote determination of relief and sedimentation of underwater iceberg part |
| RU2771434C1 (en) * | 2021-04-02 | 2022-05-04 | Владимир Васильевич Чернявец | Apparatus for surveying the underwater surface of an iceberg |
| RU2771468C1 (en) * | 2021-06-30 | 2022-05-04 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский университет "Московский институт электронной техники" | Method for determining the local curvature and shape of the surface of plates and structures |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2013132724A (en) | 2015-01-20 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Hodúl et al. | Satellite derived photogrammetric bathymetry | |
| Mills et al. | A geomatics data integration technique for coastal change monitoring | |
| Buckley et al. | Terrestrial laser scanning in geology: data acquisition, processing and accuracy considerations | |
| Nagihara et al. | Use of a three‐dimensional laser scanner to digitally capture the topography of sand dunes in high spatial resolution | |
| Michoud et al. | Landslide detection and monitoring capability of boat-based mobile laser scanning along Dieppe coastal cliffs, Normandy | |
| CN104764445B (en) | Object point coordinate determination method and device under water | |
| Singh et al. | Microbathymetric mapping from underwater vehicles in the deep ocean | |
| RU2444760C1 (en) | Method for removing lower surface of ice cover | |
| RU2549683C2 (en) | Method of surveying lower surface of ice cover | |
| Erič et al. | The impact of the latest 3D technologies on the documentation of underwater heritage sites | |
| RU2519269C1 (en) | Method of surveying bottom topography of water area and apparatus therefor | |
| Fabris et al. | High resolution topographic model of Panarea Island by fusion of photogrammetric, lidar and bathymetric digital terrain models | |
| Dolan | Calculation of slope angle from bathymetry data using GIS-effects of computation algorithm, data resolution and analysis scale | |
| Stateczny et al. | Multibeam echosounder and LiDAR in process of 360-degree numerical map production for restricted waters with HydroDron | |
| Hatcher et al. | Accurate bathymetric maps from underwater digital imagery without ground control | |
| Kearns et al. | Bathymetry-The art and science of seafloor modeling for modern applications | |
| Buckley et al. | Combining aerial photogrammetry and terrestrial lidar for reservoir analog modeling | |
| Li et al. | Exploring modern bathymetry: A comprehensive review of data acquisition devices, model accuracy, and interpolation techniques for enhanced underwater mapping | |
| Fulton et al. | Use of photogrammetry for non-disturbance underwater survey: An analysis of in situ stone anchors | |
| D'Amico et al. | Investigating Pocket beach dynamics in Malta: The SIPOBED project | |
| Prahov et al. | APPLICATION OF AERIAL PHOTOGRAMMETRY IN THE STUDY OF THE UNDERWATER ARCHAEOLOGICAL HERITAGE OF NESSEBAR | |
| RU2570334C1 (en) | Glacial geomorphological mapping method | |
| RU2771434C1 (en) | Apparatus for surveying the underwater surface of an iceberg | |
| Woolard et al. | Shoreline mapping from airborne lidar in Shilshole Bay, Washington | |
| Popescu et al. | An overall view of LiDAR and Sonar systems used in geomatics applications for hydrology. |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170716 |