Uploaded by Lucano Mislov

Batimetrijske karte

advertisement
SVEUČILIŠTE U SPLITU
POMORSKI FAKULTET U SPLITU
STUDIJ: VOJNO POMORSTVO
Batimetrijske karte
SEMINARSKI RAD
MENTOR:
STUDENT:
Doc. dr. sc. Jakša Mišković
SPLIT, 2023.
Lučano Mišlov
Sadržaj
1.
UVOD ........................................................................................................ 1
2.
BATIMETRIJA ....................................................................................... 2
2.1.
POVIJEST BATIMETRIJE ................................................................................ 2
2.2.
MJERENJE I IZRADA ........................................................................................ 3
3.
BATIMETRIJSKA KARTA .................................................................. 4
4.
DIGITALNI BATIMETRIJSKI MODELI JADRANSKOG MORA 7
5.
ZAKLJUČAK .......................................................................................... 9
LITERATURA .............................................................................................. 10
POPIS SLIKA ................................................................................................ 12
POPIS TABLICA .......................................................................................... 13
1.
UVOD
U ovom seminarskom radu objasniti će se batimetrijske karte te njihov značaj u
pomorstvu. Cilj rada je prikazati važnost i značaj batimetrijskih karti, koje nisu važne samo
pomorcima već i u ostalim granama. U početku rada objašnjena je batimetrija te gdje se
primjenjuje. Zatim slijedi kratak povijesni pregled batimetrije, na koji način su se prikupljali
podaci i koliko su bili točni. Dolazimo zatim do današnjih dubinomjera, navesti će se više
načina prikupljanja dubine, te nakon prikupljenih podataka objasnit će se izrada karata.
Nakon toga, sljedeći naslov su batimetrijske karte. U ovom radu prikazana je batimetrijska
karta Jadrana te je opisan njezin sastav i čitanje karte. Dalje u radu prikazani su drugi primjeri
batimetrijskih karti koje se danas mogu pronaći. Za sam kraj prikazani su neki batimetrijski
modeli Jadranskog mora koji su javno dostupni.
1
2.
BATIMETRIJA
Batimetrija je grana hidografije koja se bavi proučavanjem i izradom karata
(mapiranje) morskog dna, rijeka i jezera. Cilj je izmjeriti dubine te ih prikazati na karti
pomoću linija. Batimetrijske karte su slične topografskim kartama kopna jer na isti način na
koji topografske karte predstavljaju trodimenzionalne značajke odnosno reljef kopnenog
terena, batimetrijske karte prikazuju kopno koje se nalazi pod vodom. Varijacije u reljefu
morskog dna mogu se prikazati bojom i konturnim linijama koje se nazivaju konture dubine
ili izobate. [1]
Batimetrijski podaci prema [2] nam služe za:

mapiranje i brodsku navigaciju

ribarenje

upravljanje i nadziranje okoliša

određivanje pomorskih granica

izradu procjena alternativnih energija (energija vjetra i valova)

istraživanje obalnih procesa (erozija, sedimentacija, morske struje)

istraživanje podvodnih klizišta i ostalih podvodnih geoopasnosti (tsunami)
2.1. Povijest Batimetrije
Uz prethodno navedene stavke, batimetrijski podaci nam služe i za polaganje kablova i
cjevovoda te dubokomorsko istraživanje, odakle je sve i krenulo. Prve batimetrijske izmjere
i zapisi krenuli su tek 1840ih godina kada su istraživači zapisali prve mjere. Mjerenje se
vršilo pomoću konopa sa utegom kojeg bi bacili sa broda i uzeli mjeru nakon što bi uteg
dotaknuo dno. Nakon nekoliko mjerenja, godine 1853. izrađena je prva batimetrijska karta.
Međutim zbog netočnih mjera ovim postupkom dovelo je do izrade novog načina mjerenja
u 1870im tzv. Klavir-žica metoda (engl. Piano-wire), odnosno Thomsonov sustav za
sondiranje. Princip mjerenja je bio sličan kao u prvom mjerenju. Razlika je bila u
materijalima, koristio je žicu iz klavira koja je brže padala na dno te je imala manji površinski
presjek. Zanimljivo je to što je tad greška bila samo 10-20 metara za razliku od prvog gdje
je greška prelazila preko 100metara. Nakon toga proizlaze različite inačice Thomsonovog
sustava za sondiranje. Pomoću njih i ostalih uređaja izrađena je prva generalna batimetrijska
karta oceana (engl. General Bathymetric Chart of the Oceans – GEBCO). Rane 1900te
2
razvili su se podvodni akustični navigacijski i komunikacijski sustavi. Nakon čega dolazi do
razvitka akustične sonde koja je mogla prenositi i primati zvuk u svrhu otkrivanja objekata
u vodi, s time se započinje sondirati pomoću jeke (engl echo sounding). Sondiranje radi na
principu odašiljanja zvuka te mjerenje vremena povratka zvuka koji se odbio od dna.
Dijeljenjem vremena s dva te množenjem s brzinom zvuka u moru dobije se precizna mjera
pomoću koje su izrađene mnoge karte. Batimetrijske karte su važni značaj dosegle za
vrijeme hladnog rata gdje je bilo od velike važnosti poznavati morsko dno zbog potrebe
podmornica. Danas se u svijetu koristi više različitih načina mapiranja morskog dna. [3]
2.2. Mjerenje i izrada
Mjerenje dubine prema [4] se vrši pomoću:

sondera sa jednostukom zrakom (engl. single beam echo sounder)

sondera sa višestrukim zrakama (engl. multibeam echo sounder)

Zračno lasersko skeniranje – LIDAR (Light Detection And Ranging), što bi u
prijevodu značilo detekcija svjetla i raspon. Koristi se za plitka područja zbog
ograničavajućeg prodora lasera.

Satelita – snima veće područje ali u slabijoj rezoluciji. Satelitski visinomjer mjeri
visinu površine oceana. Ako se na morskom dnu nalaze brda/planine, gravitacijska
sila oko tog područja bit će veća i stoga će se površina mora izbočiti.
Danas najraširenija vrsta dubinomjera je sonder sa višestrukim zrakama tzv. eholot ili
ultrazvučni dubinomjer. [5]
Izrada batimetrijskih karata uključuje paralelno korištenje jednim od gore navedenih
uređaja uz digitalni sustav globalnog pozicioniranja (DGPS). Istraživači mapiraju kurs oko
određenog područja te se kreću paralelnim pravcima pomoću dubinomjera kako bi pohranili
različite dubine mora/jezera. [6]
Nakon istraživanja dna, brod se vraća u luku gdje se svi prikupljeni podaci unose u posebne
računalne programe pomoću kojih znanstvenici analiziraju podatke. Ti programi provode
sve potrebne izračune kako bi svakom zvučom pulsu dubinomjera dodjelili pripadajuću
izmjerenu dubinu ili zvučni trag (engl. sounding). Te mjere i zvučni tragovi prikazuju:
morsko dno, značajke na ili iznad morskog dna ili bilo što unutar vodenog stupca što može
blokirati zvuk da dosegne dno. Nakon što su svi zvučni tragovi sastavljeni, znanstvenici
mogu vidjeti kakvo je morsko dno. Slika koja je nastala ima toliko visoku rezoluciju da se
čak mogu vidjeti vrste staništa, kao što su livade morske trave i strukture grebena. [7]
3
Jedan od programa koji se koristi za analiziranje podataka jest Geografski informacijski
sustav (GIS). To je sustav koji kreira, upravlja i analizira karte i sve podatke vezane uz njih.
GIS povezuje podatke s kartom integrirajući lokaciju podataka sa deskriptivnim
informacijama. [8]
Količina podataka koja se dobije je ogromna, pa se zato ti podaci moraju sumirati ovisno o
namjeni. Količina podataka nije jednaka na nautičkim kartama i batimetrijskim.
3.
BATIMETRIJSKA KARTA
Batrimetrijska karta koju proizvodi Hrvatski Hidografski Institut (HHI) naliči na
navigacijsku kartu odnosno preglednu kartu jadranskog mora. Međutim kao što se vidi na
slici 1, plava boja je izraženija na batimetrijskoj karti. Raspon boja ide od bijele pa sve do
škuro plave, i one naznačavaju dubinu mora. S time da su bijelom bojom naznačene manje
dubine (najčešće uz krajeve) a kako boja postaje sve tamnija, znači da se dubina mora
povećava. Uz plavui i bijelu boju, žutom bojom je naznačeno kopno. Također osim boja,
imamo i linije tzv. konture. Dubinske konture ili izobate su krivulje koje na karti spajaju
točke jednake dubine vode (rijeke, jezera, mora). Kako ne bi došlo do zabune svaka
batimetrijska karta na sebi ima hipsometrijsku ljestvicu boja. Ljestvica je sastavljena od više
boja i njihovih nijansa kojima se prikazuju visinski odnosi zemljišnih oblika. Važno je
naglasiti da ova karta koja je izdana od HHI nije za navigaciju, te se ne održava oglasom za
pomorce. [9]
Izmjerene dubine na karti označavaju udaljenost od dna pa do srednje razine mora.
Pozicija dubine, odnosno oznaka može biti

centar gravitacije broja

decimalna točka broja

označena posebnom točkom
Dubine mogu biti u metrima, stopama ili hvatovima (engl. fathom) ovisno o karti. Kako bi
provjerili u kojoj mjernoj jedinici se radi treba pogledati slova u boji magente koja se nalaze
na vrhu karte,desno. [2]
Važno je znati da se strmine, padine morskog dna na karti naznačavaju zbijenim konturnim
linijama, odnosno što su linije bliže jednoj drugoj to je dno strmije. Konturne linije uvijek
se zatvaraju oko batimetrijskih uzvišenja ili udubljenja koja se nalaze lokalno unutar
područja karte.
4
Slika 1 Batimetrijska karta Jadranskog mora (mjerilo 1:1 000 000) [9]
Kao Što je spomenuto ranije, batimetrijske izmjere se koriste i za navigacijske karte,
jer bez poznatih dubina bi dolazilo do češćih nasukanja. Međutim, glavna razlika u
označavanju dubina na batimetrijskoj karti i navigacijskoj jest ta što je u navigacijskoj karti
dublja dubina naznačena bijelom bojom, a plićine svijetloplavom bojom. Označavanje
dubina ne mora biti samo plavom ili bijelom bojom, neke batimetrijske karte označavaju
dubine i ostalim bojama, primjerice batimetrijske karte jezera (slika 2). Na njima su plitka
područja naznačena crvenom, narandžastom, i žutom bojom. Kako se udaljavamo od kopna
tj idemo sve dublje, boja se mijenja u zelenu, plavu te končno u ljubičastu. Na takvim
kartama kopno je obično bijele ili sive boje. Dubine koje su jednakih mjera bit će prikazana
istom bojom. Kad se promijeni boja, mijenja se i dubina. Na taj način se trodimenzionalna
topografija prikazuje na dvodimenzionalnoj karti. Nakon što se naviknete na odnos između
boje i dubine na batimetrijskim slikama, moći ćete vidjeti oblike i strukture na dnu oceana.[1]
5
Slika 2 Prikaz batimetrijske karte jezera Michigan [10]
Uz 2D karte, postoju I 3D karte ili modeli koji nam na detaljniji način prikazuju
morsko dno određenog područja. Na slici 3. Možete vidjeti 3D prikaz Portorikanske brazde
koja je najdublji dio Atlantskog oceana. Uz morsko dno također su vidljivi i otoci.
Slika 3 Portorikanska brazda 3D model [10]
6
4.
DIGITALNI BATIMETRIJSKI MODELI JADRANSKOG MORA
U tablici 1 možete vidjeti digitalne batimetrijske modele (DBM) Jadranskog mora
koji su javno dostupni. Prije samog pregleda tablice objasniti će se njezine stavke. Rezolucija
nam govori koliko detaljno je prikazano područje u modelu. Kako se tu radi o manjem
području što je manja rezolucija to je detaljnije prikazano. Pokrivenost modela u stupnjevima
nam pokazuje kolika je obuhvaćenost modela. Datumi izrade nam pokazuju prvu verziju te
testiranu, unaprijeđenu verziju. Geodetski datum definira veličinu i oblik zemljinog
elipsoida, koordinatni sustav i orijentaciju u odnosu na zemlju. Danas većina modela koristi
World geodetic system 1984 (WGS84). MSL označava mean sea level što znači srednja
razina mora i ona označava referentnu točku za mjerenje dubine. Latitude (LAT) je mjera
geografske širine za neku točku, mjeri se od ekvatora. Pomoću jednog, drugog ili oboje
određuje se pozicija na zemlji u sklopu WGS84. Na samom kraju tablice možete pronaći
oznaku za link stranice na internetu.
Tablica 1 Izradio student prema [11], DBM Jadranskog mora [11]
DBM
DTU10BAT
rezolucija
1
1/16
1
15
15
1
kutna
kutne
kutna
kutnih
kutnih
kutna
minuta
minute
minuta
sekundi
sekundi
minuta
globalno
15N-90N
globalno
globalno
globalno
globalno
Pokrivenost(o)
EMODnet ETOPO GEBCO SRTM15+
SS
36W-43E
Datum izrade:
1. verzija
2008
2013
1998
1994
2008
1996
Testirana
2010
2018
2008
2020
2020
2020
Geodetski
WGS84,
WGS84,
WGS84,
WGS84,
WGS84,
WGS84,
datum
MSL
LAT, MSL
SL
MSL
MSL
MSL
Web stranica
[12]
[13]
[14]
[15]
[16]
[17]
verzija
Prvi model DTUBAT10 je danski globalni batimetrijski model koji je napravljen pomoću
gravitacijskog modela DTU10 i GEBCO jednominutnom mrežom. Dubine su predviđene
gravitacijskom metodom. Sljedeći model EMODnet je regijski model koji pokriva europska
7
mora koji je izrađen od heterogenih skupova podataka batimetrije koji uključuju podatke iz
anketa, nautičkih karata, te GEBCO mrežom iz 2014. godine. ETOPO 1 je globalni model
terena za kopnena i morska područja, koji je generirao i objavio Američki nacionalni
geofizički podatkovni centar 2008. Godine. Konstruiran je spajanjem nekoliko dostupnih
regionalnih i globalnih modela batimetrije. Podaci o batimetriji uglavnom su prikupljeni
satelitom te dopunjeni GEBCO modelom. GEBCO 2020 mreža kontinuirani je globalni
model topografije i batimetrije te se proizvodi se kroz projekt GEBCO. Uglavnom je izrađen
pomoću ultrazvučnim dubinomjerima. SRTM15 + V2.1 je globalni model terena za ocean i
kopno, gdje se batimetrijski podaci prikupljaju gravitacijskom modelu te sondiranjem
brodova. Zadnji model je Smith-Sandwell (SS) koji je izrađen 1996. Godine te je bio prvi
model izrađen pomoću satelita odnosno gravitacije. Osim gravitacije redovno je ispravljan
pomoću brodskih mjerenja. LJ. Vrdoljak u svom radu „Usporedba i analiza javno dostupnih
batimetrijskih modela na području istočnog Jadranskog mora” donosi zaključak da je
GEBCO 2020. najbolji batimetrijski model za pomorce. Ukratko, GEBCO2020 se smatra
najboljim modelom jer je najnoviji i ažuriran s najviše izravnih mjerenja te ima najveću
pokrivenost i najbolje poklapanje s drugim modelima u testiranom području hrvatskog
kontinentalnog šelfa. [11]
8
5.
ZAKLJUČAK
Ovaj seminarski rad je objasnio batimetrijske karte te važnost batimetrije kroz
povijest i danas. Batimetrijski podaci se ne koriste samo kao za pomoć u navigaciji već i u
otkrivanju podvodnih geoopasnosti kao što je tsunami. Koriste se za nadzor okoliša i
upravljanjem granicama, jako je važna i za vojne primjene kod podmornica. Danas na svakoj
nautičkoj karti možete vidjeti oznake dubina, primarno su naznačene nekakve plićine zbog
opasnosti od nasukanja. Međutim kada nam te karte ne prikazuju dovoljno informacija,
koriste se batimetrijske karte ili modeli koje detaljnije prikazuju morsko dno, bilo to u 2D
ili 3D obliku. Iako nisu obavezne na brodu, pružaju dodatnu sigurnost u plovidbi pogotovo
u plićim krajevima. Ako ih nemate na brodu, možete uvijek pogledati dubine preko javno
dostupnih batimetrijskih modela.
9
LITERATURA
[1]
NOOA,
What is bathymetry? National Ocean Service website, 20.1.2023.
https://oceanservice.noaa.gov/facts/bathymetry.html (Pristupljeno 10.5.2023.)
[2]
Admirality,
A
guide
to
bathymetry,
UK
Hydrographic
office,
2020.
https://datahub.admiralty.co.uk/portal/sharing/rest/content/items/34f06847efbe4c249
53d2783d360e8fc/data (pristupljeno: 12.5.2023.) str. 5 i 37
[3]
H.M. Dierssen: History of seafloor mapping, Taylor and Francis group, 2014.
https://colors.uconn.edu/wpcontent/uploads/sites/1423/2015/09/Dierssen_2014_ENR
History.pdf (pristupljeno 10.5.2023.) str. 1-5
[4]
Hell, B: Mapping bathymetry, sveučilište u Stockholmu, 2011. https://www.divaportal.org/smash/get/diva2:415311/FULLTEXT01.pdf
(pristupljeno: 11.5.2023.)
str. 7-8
[5]
Hrvatska enciklopedija, mrežno izdanje Dubinomjer, Leksikografski zavod Miroslav
Krleža,
2021.
(pristupljeno
11.
5.
2023.)
http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=16410
[6]
Lake county water authority, Bathymetric maps, USF Water Institute,
https://www.lake.wateratlas.usf.edu/library/learnmore/learnmore.aspx?toolsection=l
m_bathymetric (pristupljeno 11.5.2023.)
[7]
St. Petersburg Coastal and Marine Science Center, What is bathymetry? USGS,
15.8.2021.
https://www.usgs.gov/media/videos/what-bathymetry
(pristupljeno
11.5.2023)
[8]
ESRI, What is GIS?, https://www.esri.com/en-us/what-is-gis/overview (pristupljeno
11.5.2023.)
[9]
HHI,
Jadransko
more,
batimetrijska
karta,
https://www.hhi.hr/proizvodi-i-
usluge/pomorske-navigacijske-karte/detalj/pmid/2558 (pristupljeno: 12.5.2023.)
[10] Crooks,
M:
Bathymetry,
National
geographic
https://education.nationalgeographic.org/resource/bathymetry/
20.5.2022.
(pristupljeno:
12.5.2023.)
[11] Vrdoljak, Lj: Usporedba i analiza javno dostupnih batimetrijskih modela na području
istočnog Jadranskog mora, HHI, 22.9.2020.
https://hrcak.srce.hr/file/369875
(pristupljeno: 15.5.2023.) str. 111-113 i str.118-119
10
[12] https://www.space.dtu.dk/english/research/scientific_data_and_models/global_bathy
metry_model (tablica)
[13] https://emodnet.ec.europa.eu/geoviewer/ (tablica)
[14] https://www.ncei.noaa.gov/products/etopo-global-relief-model (tablica)
[15] https://download.gebco.net/ (tablica)
[16] https://topex.ucsd.edu/WWW_html/srtm15_plus.html (tablica)
[17] https://topex.ucsd.edu/marine_grav/mar_grav.html (tablica)
11
POPIS SLIKA
Slika 1 Batimetrijska karta Jadranskog mora (mjerilo 1:1 000 000) [9] ............................... 5
Slika 2 Prikaz batimetrijske karte jezera Michigan [10] ....................................................... 6
Slika 3 Portorikanska brazda 3D model [10] ........................................................................ 6
12
POPIS TABLICA
Tablica 1 Izradio student prema [11], DBM Jadranskog mora [11] ...................................... 7
13
Download