Вестник МГТУ. 2015, №2.

Никифоров С.Л. и др. Цифровые модели рельефа дна. 4) создание и внедрение наукоемких инновационных технологий геолого-геофизических исследований, в том числе высокоразрешающих сейсмоакустических методов с целью исследования тонкой структуры рельефа дна; 5) планирование и организацию морской деятельности в условиях возможного увеличения сроков навигации в Арктике, а также прогнозные построения динамики рельефа по трассе Северного морского пути, включая вероятные геориски; 6) использование данных о свойствах дна для проектно­ строительных работ; 7) развитие оперативной океанологии; 8) разработку и эксплуатацию гидроакустических средств подводного наблюдения, в том числе прогноз их потенциальной дальности действия, а также другую обработку гидроакустической информации и т.д. 2. Методика создания ЦМР дна Моделирование рельефа дна, с некоторой долей условности, можно разделить на две группы - создание генеральных моделей рельефа дна крупных акваторий в условиях резкого дефицита пространственно­ координированных отметок глубины и моделирование рельефа дна небольших по площади участков с достаточным количеством данных. Генеральные модели рельефа дна должны являться основой для определения "ключевых'1участков шельфа для дальнейшего детального изучения, включая промер глубин с целью решения как фундаментальных, так и практических задач. При промышленном освоении шельфа они необходимы на стадии обоснования, планирования и определения георисков, разведки и строительства, а на стадии эксплуатации служат основой для проведения мониторинга, обеспечения мероприятий по отражению возможных угроз, включая природные и т.п. Данный подход наиболее адекватен для оптимизации материальных затрат, учитывая большую, а порой огромную стоимость натурных изысканий. Необходимо учитывать и то, что именно генеральные модели сводят к минимуму возможные и неизбежные ошибки на всех стадиях изысканий и эксплуатации. Однако до настоящего времени для многих производственных организаций и объединений данная последовательность действий не очевидна (Никифоров и др., 2014). В силу специфики моделируемого объекта (труднодоступность, высокая стоимость получения исходных данных) методика создания ЦМР морского дна, в отличие от рельефа суши, достаточно сложна, трудоемка, и требует создания научного основания в виде классификации (Nikiforov et al., 2005; Nikiforov, 2010), а также исполнения специальных приемов обработки материала. Основой для создания ЦМР являлись навигационные карты различного масштаба, которые, кроме всего прочего, привязаны к единой точке "нуля отчета", что является необходимым условием при анализе больших массивов первичного материала. При построении модели традиционные методы интерполяции только по точкам, из-за недостатка данных, не позволяют создать цифровую модель, которая точно и адекватно отражала бы небольшие по размерам формы рельефа дна (например, образованные под влиянием экзогенных факторов). Поэтому ручная обработка карт и проведение дополнительных изобат на основе классификационных признаков и комплексного морфогенетического анализа имеющегося фактического материала, включая данные натурных исследований, является необходимым этапом в подготовке исходных данных для моделирования. На следующем этапе проводилось сканирование карт и обработка их растровых образов, векторизация изобат и создание атрибутивных таблиц, трансформирование векторных слоев из проекции карты в географические координаты, а также редактирование и сшивание листов, коррекция геометрии и атрибутов. Подробное описание методики приводится в работе (Никифоров и др., 2012). При создании ЦМР (сеточной модели, представляющей собой матрицу глубин) дна важен выбор алгоритма, который позволил бы сохранить в модели выраженные в исходных изобатах формы рельефа дна с максимальной детальностью. Нами для этой цели применяется оригинальный, разработанный и реализованный авторами алгоритм, основанный на быстром вычислении расстояний до двух ближайших изобат разного уровня ( Кошель , 2005). Его главная особенность - интерпретация изолиний как векторных линейных объектов. Указанный подход гарантирует полное совпадение исходных изобат с изобатами, построенными по цифровой модели. Таким образом, в модели сохраняются все мелкие формы рельефа, выраженные в исходных изобатах на карте. Примеры созданных на основе описанной методики цифровых моделей рельефа дна (картографический облик) представлены на рис. 1 и 2. Рельеф на картах показан способом послойной окраски с наложением аналитической отмывки. На карте Белого моря (рис. 1) для показа рельефа суши использована глобальная модель GMTED2010 (Danielson, Gesch, 2011). ЦМР позволяет отобразить рельеф дна в заданном масштабе без потери первоначальной степени детальности как для всего моря, так и для его отдельных частей. Кроме этого, ЦМР дает возможность строить профили рельефа дна с любой частотой и в любом направлении, а также использовать средства морфометрического анализа в ГИС. При создании карт ЦМР позволяет в полном объеме использовать современные геоинформационные технологии для отображения рельефа. Для проведения специализированных геолого-геоморфологических работ, либо геоакустических расчетов необходимы еще более детальные данные с сохранением первичной сейсмоакустической и крайне подробной информацией о морфологии (включая расчлененность) рельефа дна и других характеристиках. В этом случае необходимо провести систематизацию, типизацию и районирование рельефа (основное различие между геоакустическим районированием и типизацией состоит в том, что при типизации главный критерий - качественные различия, а при районировании - количественные). Для этого на ЦМР необходимо выделить области, где 288