Новые методы мониторинга морской поверхности эффективно решат проблемы безопасности судоходства

Его именем названы ученые Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета «ЛЭТИ». И В. Ульянова (Ленин) разработала технологию наблюдения за морской поверхностью и провела эксперимент по отработке радиолокационных методов, а также по оценке батиметрических параметров (рельефа подводной части водоемов) в Голубой бухте Геленджика. Научный проект может представлять интерес как для государственных служб, занимающихся содержанием морских путей, предупреждением и ликвидацией последствий чрезвычайных ситуаций, так и для структур управления объектами повышенной опасности — портовыми и транспортными комплексами, нефтяными терминалами, и газодобывающие платформы. Первые результаты исследования опубликованы в журнале Remote Sensing.

На безопасность судоходства могут влиять гидродинамические процессы, происходящие на мелководье и вызывающие постоянное смещение грунта и эрозию морского дна. Они приводят к изменению рельефа и, соответственно, карты глубины. Проблема может быть решена за счет оперативного контроля волновой обстановки на труднопроходимых акваториях.

Научная группа молодых ученых из НИИ систем прогнозирования и мониторинга чрезвычайных ситуаций «Прогноз» и кафедры радиотехнических систем СПбГЭТУ «ЛЭТИ» предложила новую технологию, которая поможет проводить радиолокационный мониторинг морской поверхности в режиме реального времени, корректировка навигационных карт и планирование дноуглубительных работ в районах прохождения улиц в районах прибрежного плавания.

Технология дистанционного мониторинга основана на использовании спектральных флуктуационных характеристик радиолокационных сигналов, рассеянных над морской поверхностью.

«Разработанные радиолокационные методы позволяют осуществлять гидрографический мониторинг морской поверхности (волнение, поверхностные течения), а также дистанционные батиметрические измерения на мелководных участках, охватывая при локальных измерениях территорию радиусом до 1-1,5 км. Это позволяет значительно сократить время и стоимость работ по сравнению с используемыми технологиями измерений, что, в свою очередь, позволяет оперативно корректировать информацию о состоянии дна после паводков, сильных штормов, ледохода и других природных явлений, решающее влияние на размыв дна в краткосрочной перспективе, — отмечает директор НИИ «Прогноз» Владимир Веремьев.

Ученые уже провели экспериментальную работу на полигоне Института океанологии. СТРАНИЦ. Ширшова РАН в Голубой бухте в Геленджике. Они смогли получить записи сигналов морской поверхности в разных местах расположения радаров, разных азимутах зондирования, различных состояниях поверхности моря и погодных условиях. В дальнейшем это позволит использовать алгоритмы обработки радиолокационных сигналов для решения задач получения гидрографической информации о морской поверхности.

Результаты исследования могут представлять интерес как для государственных служб, занимающихся содержанием морских путей, предупреждением и ликвидацией последствий чрезвычайных ситуаций, так и для структур управления объектами повышенной опасности — портовыми комплексами и транспортом, нефтяными терминалами, нефтегазодобывающие платформы. Кроме того, результаты проекта представляют большой фундаментальный интерес, как с точки зрения разработки подходов к измерению и обработке радиолокационных данных океанографического, метеорологического и навигационного назначения, так и с точки зрения разработки методов и алгоритмов обработки разнородных данных в системах интегрированной геоинформации для гидрографического и метеорологического мониторинга.

По прогнозу ученых, полученные результаты будут соответствовать мировому уровню исследований в этой области и послужат основой для построения эффективных систем мониторинга состояния водной поверхности и батиметрических параметров морских акваторий, направленных на снижение риска чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера. Данные радиолокационного мониторинга (векторные поля поверхностных течений, волнения, приповерхностных течений воздуха, батиметрические характеристики), полученные в ходе исследований, могут быть использованы при создании и развитии гидрографических моделей Мирового океана.

Проект «Изучение методов радиолокационного мониторинга морской поверхности и батиметрических параметров акваторий в режиме реального времени в сантиметровом диапазоне длин волн» поддержан Президентской программой научных проектов Российского научного фонда.

Разработка системы мониторинга ключевых районов мирового океана, прибрежных зон и морей России, в том числе наблюдений на границе океан-атмосфера, является одним из четырех основных направлений научных исследований в области климата. Об этом сообщил министр науки и высшего образования РФ Валерий Фальков в ходе заседания Совета по науке и образованию 8 февраля 2022 года.