ПРИЛОЖЕНИЕ И ЕФЕКТИВНОСТ НА БЕЗПИЛОТНОТО ВЪЗДУШНО ФОТОГРАМЕТРИЧНО ЗАСНЕМАНЕ ПРИ БАТИМЕТРИЧНИ ИЗСЛЕДВАНИЯ ПО СЕВЕРНОТО БЪЛГАРСКО ЧЕРНОМОРИЕ
Доброслав Дечев , Институт по океанология , БАН
SUMMARY
The intensive development of remote sensing and unmanned aerial vehicles , as well as the accessibility of small drones , provides excellent opportunities for shallow water bathymetric surveys of the North Bulgarian Black Sea Coast . The combination of erosional / abrasional and depositional natural coastal types allows for testing and assessment of the efficiency of aerial surveys for bathymetric mapping . The aim of the article is to evaluate the applicability and accuracy of UAV-based DSM , high-resolution orthomosaics and singlebeam echo sounding , which are fundamental for studying the most dynamic shallow-water submerged landforms along Bulgarian Black Sea coast .
Key words : digital surface model , unmanned aerial systems , bathymetry , North Bulgarian Black Sea Coast
РЕЗЮМЕ
Интензивното развитие на дистанционните наблюдения и безпилотните летателни апарати , както и достъпността до малки дронове , предоставя отлични възможности за плитководни батиметрични изследвания на Българското Северно Черноморие . Комбинацията от ерозионни / абразионни и акумулативни естествени брегови форми позволява тестване и оценка на ефективността на въздушните безпилотни изследвания за батиметрично картографиране . Целта на статията е да оцени приложимостта и точността на генерираните дигитални модели на релефа и растерни ортомозайки на базата на изображения от безпилотни летателни системи ( БЛС ), които са основополагащи за изследване на най-плитките и силно динамични форми на бреговия и дънния релеф .
Ключови думи : дигитален модел на релефа , безпилотни летателни системи , батиметрия , Българска Черноморска крайбрежна зона ( БЧКЗ ).
1 . ВЪВЕДЕНИЕ
Потенциалът за придобиване на надеждна и подробна двуизмерна и триизмерна картографска репрезентация е една от основните причини , поради които малките безпилотни летателни системи ( БЛС ) са толкова популярни през последното десетилетие . След обработката на данните обикновено е необходимо за интегриране с други сензорни устройства и постобработка в ГИС среда .
В световен мащаб , една от най-важните задачи за решаване при комбиниране на ехолотни измервания и безпилотното въздушно фотограметрично заснемане за целите на батиметричните изследвания е повишаване значително на точността , което ще превърне комбинацията им в изключително важен инструмент за ефективно пълноплощно картиране [ 14 ].
Морската крайбрежна зона притежава силно динамични свойства в резултат на особеностите на релефа и локалните океанографски процеси , като вълнение , приливи и отливи , вариации на морското ниво поради метеорологични и евстатични причини и др . [ 17 ].
Специфичният преходен характер на бреговата зона изисква комплексен анализ на релефа и изменението му в пространствено-времеви мащаб . Проучванията на съвременните крайбрежни процеси , пространственото разпределение на флората и фауната , различните видове крайбрежни инженерни дейности , пространственото планиране и интегрираното управление на биологични и минерални ресурси изискват прилагане на иновативни технологии , които улесняват мащабното картографиране на наблюдаваните явления [ 14 ], [ 17 ].
Значително развитие батиметричните изследвания бележат след замяната на тежестите ( лотове ) с активни акустични техники . Издирването на подводни обекти и локализирането на военни подводни лодки през Първата Световна война дава тласък на използването на звукови сигнали за изследване на морското дъно [ 25 ].
Световният океан заема 71 % от площта на планетата , което се равнява на 362 млн . км 2 [ 18 ]. Тази изключително голяма площ с различни дълбочини предполага различни подходи при изучаването ѝ . Понастоящем , най-широко разпространените методи за получаването на информация за дълбочината на дъното и формите на релефа [ 40 ] се базират на :
� Еднолъчев ехолот ( Single Beam Echo-Sounders – SBES );
� Многолъчеви ехолоти ( Multibeam Echo-Sounders –
MBES ); � Satellite-Derived Bathymetry ( SDB ); � Light Detection and Ranging ( LIDAR ); � Satellite Altimetry ; � Автономни подводни системи - Аutonomous Surface Vehicles ( ASVs ) и Autonomous Underwater Vehicles ( AUVs ).
Генерирането на дигитални модели на релефа - ДМР ( Digital Terrain Models – DTMs ) са основа за изучаването на релефа , геологията , геоморфологията и процесите , протичащи не само на сушата , но и под водата . Развитието на моделните изследвания върху морфодинамичните условия в бреговата зона налага разделителната способност на входните геопространствени данни да бъде сведена под 1 m .
Недостатъци . В световен мащаб , Wölfl et al . [ 40 ] отчитат значителния прираст на батиметричните данни за изключителните икономически зони . От друга страна , все по-голямо внимание се обръща на плитководните части . Гореспоменатите традиционни дистанционни методи за заснемане на релефа , като лидарно заснемане , батиметрично лидарно заснемане , многолъчево и сонарно заснемане , невинаги са финансово рентабилни и реализуеми за малки по обхват или плитководни зони .
Скъпоструващите спътникови дистанционни методи стимулират бързото развитие на безпилотното въздушно заснемане ( БВЗ ) през последното десетилетие [ 14 ]. В световната научна практика , дистанционно-управляемите
20 ГКЗ 5-6 ’ 2020