Вчені створили нову систему для високоточного картування мілководдя

Майже половина мілководних акваторій світу досі не має точних даних про глибини — це ускладнює навігацію, безпеку каналів, планування морської енергетики та відновлення екосистем.

Команда дослідників з Китайської академії наук розробила нову батиметричну систему, яка дозволяє значно точніше картувати мілководдя навіть у каламутних водах, де традиційні методи працюють погано.

Джерело: phys.org

Нове картографічне рішення об’єднує дані лазерної альтиметрії ICESat-2 із супутниковими спостереженнями Sentinel-2, параметрами припливів, характеристиками течій та текстурними ознаками радарних знімків. Це дозволяє отримувати високу точність глибин на великій площі та в умовах складної оптики води.

Ключовою інновацією дослідження став метод PAWLP — Progressive Adaptive Window for Local Period. Він використовує хвильові коливання, що фіксуються ICESat-2, для непрямого визначення глибини. Система формує адаптивні «вікна» уздовж траєкторії фотонів і аналізує локальні хвильові періоди, які залежать від глибини. Навіть якщо лазерний сигнал не досягає дна через каламутність, PAWLP дозволяє обчислити глибину за моделями хвильової динаміки.

На відміну від традиційних методів із фіксованими параметрами хвиль, адаптивний підхід забезпечує стабільніші результати в різних умовах — від прозорих лагун до каламутних прибережних вод. Дослідники наголошують, що саме ця стабільність дозволила збільшити деталізацію узбереж і зменшити похибки.

Ще одним нововведенням стала стратегія «темпорального перенесення зразків». Оскільки орбіти ICESat-2 не покривають узбережжя цілком, команда перенесла отримані дані на різні часові фази та поєднала їх з багатоспектральними знімками, радарними даними, швидкістю припливних течій та змінами рівня моря. Усі ці параметри були інтегровані у модель на основі random forest, що дозволило суттєво підвищити точність у зонах поза прямою досяжністю Лідару.

Перевірка результатів на еталонних вимірюваннях показала високу відповідність як у чистій, так і в каламутній воді — найпроблемнішій для оптичних методів. Геопросторове покриття стало ширшим, а континуальність глибинних карт — значно кращою.

Розробники зазначають, що новий підхід може суттєво допомогти у моніторингу берегових зон, управлінні морськими екосистемами, плануванні інфраструктури та оцінці морських ресурсів. А для багатьох країн із погано вивченими узбережжями це може стати одним із найефективніших інструментів для картування мілководдя без дорогих польових вимірювань.