Ookeanipõhja avastamine: GIS toetamas süvamere

uuringuid

Dawn Wrighthttp://dusk.geo.orst.edu/geoinfo.html

Ettekandja : Kristiina Karu

Sissejuhatus

Okeanograafias multidistsiplinaarse andmestiku ühendamise probleem

GISi kasutamise eelised: tehnoloogia andmete:

levitamiseks vahetuseks kataloogimiseks arhiveerimiseks kuvamiseks kaardistamiseks

Sissejuhatus

hoolimata GISi suurest potentsiaalist okeanograafilisteks rakendusteks, jääb tema sissetung alasse tagasihoidlikuks:

Puudulik informatsioon tehnoloogia võimalustest GISi maksimaalse operatiivsuse saavutamise

kulukus 3-D kuvamise/analüüsi puudulikkus

Olukord paraneb!!!

Sissejuhatus

See artikkel kirjeldab esimest GISi kasutust süvamere okeanograafilisi uuringuid teostava aluse pardal, mis töötas koos allveelaevaga Alvin, eesmärgiga uurida ja kaardistada merepõhja Vaikse ookeani kirdeosas. Arc/Info ja ArcView kasutamine mängis suurt rolli Alviniga põhjas olemise aja optimeerimisel, pakkudes detailseid ja täpseid sukeldumiseelseid kaarte kõigi eeldatavate sukeldumispiirkondade kohta. GISi operatsioonid olid väärtuslikud ka sukeldumisjärgselt, võimaldades kaarte sukeldumisradadest ja näiteid kohtadest, mis on seotud geoloogiliste nähtustega.

Ekspeditsioon

1995 .a. juuni/juuli 18- teadlast 12 sukeldumisseeriat ~1,5 miili sügavusele Juan de Fuca ahelik (~300 miili Oregoni ja

Washingtoni kaldast) Alvin ja Atlantis II

http://www.ocean.washington.edu/neptune/pub/white_paper/fig_9b.html

Ekspeditsioon

1993 aasta juunis maavärinad Sukeldumisseeriad 1993.a. oktoobris ja 1994 .a. juulis

1995 .a. lisainformatsiooni kogumine

Hiljutised avastused vulkaanipursetest merepõhjas on pakkunud okeanograafidele unikaalse võimaluse teha ajaliselt kindlaks riftivööndi hüdrotermaalsete süsteemide ja sellega seotud fauna suktsessiooni pärast vulkaanilise süsteemi taaskäivitumist (“reset”i). Võime toime tulla ajast sõltuvate andmetega, on eriti tähtis kõrgdünaamilise merekeskkonna modelleerimisel. See on pakkunud järjekordse tõuke okeanograafiliste andmete sisestamiseks GISi, kus ühest aastast pärinevad objektide kirjeldused, saab kiiresti ja kergelt katta järgmiste või ka eelmiste aastate andmestikuga

Arvutite seade laevas PC Arc/Info v.3.4.2 ja ArcView v 2.1 EPS Technologies 486/66

Micrsoft Windows v. 3.1 16 Mb RAM 2 kõvaketast: ~200 Mb ja 1 Gb

ArcView v. 2.1 Power Macintosh 7100/66 (1994 .a. väljalase)

System 7.1.2. 33 Mb RAM 2 kõvaketast: ~350 Mb ja 260 Mb

Laevaarvti Sun Sparcstation 5 Apple Laser Writer Select 360 (must- valge printer) Hewlett-Pachard laser Jet 4 (must-valge printer) Hewlett- Pachard 1200C (värviprinter)

Arvutite seade laevas

Selline paindlik seade võimaldas: Kaks GISi spetsialisti võisid üheaegselt töötada

andmete toimetamise/kaardi töötlemise kallal, kasvatades nii töö efektiivsust

Üks GISi spetsialist võis tegeleda andmete toimetamise/kaardi töötlemisega, samal ajal kui teine masin oli vaba, et sellel töötav spetsialist saaks teadlastele pakkuda GISi demosid, võimaldades ka neil ise eksperimenteerida ArcView v. 2.1-ga

Laeva navigatsioon

Erisused maal ja merel: ankurpunktide leidmine?

Ei ole tänavate ristumiskohti ja hoonete nurki- veel!!! Alternatiivsed aparaadid

akustiline automaat saatja-vastuvõtja

Primaarne andmete kontroll GPSi abil

Laeva navigatsioon

Akustilist navigatsiooni kasutati just seetõttu, et elektromagnetlained ei liigu piisavalt hästi läbi vee.

Kui oli teada laeva ja automaat saatja-vastuvõtja positsioonid, nagu ka heli keskmine kiirus vees, siis sai leida allveelaeva asukohta.

Laeva ja automaat saatja-vastuvõtja vaheline rännuaeg muudetakse x,y,z kujule

Lähikoordinaadid leitakse navigatsiooniliste arvutite poolt laeva pardal

Relatiivseid x,y,z koordinaate (kaugused meetrites, paika pandud “originaal” automaat saatjate -vastuvõtjate võrgustikust merepõhjas) töödeldi, et eemaldada võimalikud vead ja siis konverditi laius/pikkus kraadideks, et sisestada GISi

Laevaparda GISi operatsioonid Uuritavate alade reaalaajalised geoloogilised ja

tektoonilised kaardid võimaldasid paremini visualiseerida kavandatavat

sukeldumispiirkonda keemikud ja bioloogid: ettekujutus aladest, kust tulevikus

hakkavad proove võtma ja distantsidest, mida tuleb läbida

Võimalus jälgida tervet sukeldumise käiku ArcView graafilised lahendused: sukeldumis--

marsruutide paikapanek Võimaldas informeerida parimast kursist Aitas vältida alade duplitseerimist

Alvini sees GISi jooniste kasutamine “teede kaardina” vähendas ajakulu

Sukeldumisjärgselt: Kaardid Alvini tegelikust marsruudist abiks tehtud

töö ulatuse üle otsustamisel. Teadlastel hea võrdlus algselt planeeritud

trajektoori kaardigaVarasematel ekspeditsioonidel Alvini marsruudid:

Merel kättesaamatud Kui kättesaadavad, siis mitte valmis enne paari

päeva möödumist sukeldumisest Kui kättesaadavad tundide jooksul sukeldumisest,

siis võrreldamatud ühegi teise andmepangaga ilma suure hulga andmete konverteerimiseta.

Laevaparda GISi operatsioonid

GISi eelised: Võimalus võrrelda ka varasemate

ekspeditsioonide kaartidega Kiire Odavam (üks päev merel maksis ~15 000$) Korralik andmebaas Navigatsioonilise täpsuse tagamine

Laevaparda GISi operatsioonid

Edu GIS võimaldab kiiret interaktiivsete andmete:

sisestust hoidmist/töötlemist manipulatsiooni analüüsi ja väljastust

Mõjutab logistilisi otsuseid ja/või teaduslike hüpoteeside formulatsiooni

Erinevate andmete vaheline kiire korrelatsiooni ja hilisema interpretatsiooni kokkulangevuse saavutamine

Edu ja väljakutsed

Väljakutse tulevikus Sobivate metaandmete väljatöötamine

Järjest kasvava andmehulga efektiivsem ja asjatundlikum kasutamine

Edu ja väljakutsed

Uus tehnoloogia loob varem avastamata eesmärke ja meetodeid

GISi kasutamine mõjutab okeanograafias andmete kogumis- ja töötlemismetodoloogiat merel ja kaldal

1995.a. ekspeditsiooni positiivne eeskuju

Tulevikus loodetakse GISi tõusmist juhtivaks komponendiks Alviniga tehtavatel okeanograafilistel uurimistel

Kokkuvõte