測深學
編輯測深學(/b??θ?m?tri/;源自古希臘語 βαθ?? (bathús) 'deep' 和 μ?τρον (métron) 'measure')是對海底(海底地形)、湖底或水下深度的研究 河流地板。 換句話說,水深測量相當于測高或地形的水下測量。 最早記錄的水深測量證據來自 3000 多年前的古埃及。 測深(或水文)圖通常用于支持水面或水下航行的安全,并且通常將海底地形或地形顯示為等高線(稱為深度等高線或等深線)和選定的深度(探測),并且通常還提供水面導航 信息。 測深圖(一個更籠統的術語,其中航行安全不是問題)也可以使用數字地形模型和人工照明技術來說明所描繪的深度。 全球測深有時會與地形數據相結合以產生全球地形模型。 古水深測量是對過去水下深度的研究。
海底地形
編輯海底地形(ocean topography或marine topography)是指陸地(地形)與海洋交界時的形狀。 這些形狀在海岸線上很明顯,但它們在水下也以重要方式出現。 海洋棲息地的有效性部分由這些形狀決定,包括它們與洋流相互作用和塑造洋流的方式,以及當這些地貌占據越來越深的深度時陽光減弱的方式。 潮汐網絡取決于沉積過程和流體動力學之間的平衡,然而,人為影響對自然系統的影響比任何物理驅動因素都大。
海洋地形包括從沿海河口和海岸線到大陸架和珊瑚礁的沿海和海洋地貌。 在更遠的開闊海洋中,它們包括水下和深海特征,例如海隆和海山。 淹沒表面具有山地特征,包括橫跨全球的洋中脊系統,以及海底火山、海溝、海底峽谷、海洋高原和深海平原。
海洋的質量約為 1.35×1018 公噸,約占地球總質量的 1/4400。 海洋面積為 3.618×108 km2,平均深度為 3,682 米,估計體積為 1.332×109 km3。
測量
編輯最初,測深涉及通過深度探測測量海洋深度。 早期的技術使用預先測量好的粗繩索或電纜,降低到船的一側。 該技術一次僅測量一個奇異點的深度,因此效率低下。 它還會受到船舶運動和水流的影響,使線路偏離真實,因此不準確。
今天用于制作測深圖的數據通常來自安裝在船下或船側上方的回聲測深儀(聲納),在海底發出一束向下的聲波,或來自遙感 LIDAR 或 LADAR 系統。 聲音或光在水中傳播、從海底反彈并返回到發聲器所需的時間量會告知設備到海底的距離。 LIDAR/LADAR 測量通常由機載系統進行。
從 1930 年代初期開始,單波束測深儀被用于制作測深圖。 今天,通常使用多波束回聲測深儀 (MBES),它使用數百個非常窄的相鄰波束(通常為 256 個)排列成通常 90 到 170 度的扇形條帶。 緊密排列的窄單個光束陣列提供了非常高的角分辨率和精度。
一般來說,與深度相關的寬條帶允許船只通過更少的通過次數,在比單波束回聲測深儀更短的時間內繪制更多的海底地圖。 波束每秒更新多次(通常為 0.1–50 Hz,具體取決于水深),允許更快的船速,同時保持 xxx 的海底覆蓋率。 姿態傳感器允許校正船在海面上的橫搖和俯仰,陀螺羅盤提供準確的航向信息以校正船的偏航。 (大多數現代 MBES 系統使用集成的運動傳感器和定位系統來測量偏航以及其他動態和位置。)船載全球定位系統(GPS)(或其他全球導航衛星系統(GNSS))定位 相對于地球表面的探測。 由于溫度、電導率和壓力等不均勻的水柱特性,水柱的聲速剖面(水中的聲速與深度的函數)修正了聲波的折射或射線彎曲。 計算機系統處理所有數據,校正上述所有因素以及每個單獨光束的角度。
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