德印聯合團隊利用光學技術繪製印尼海域新一代海底地圖

编辑者: Inna Horoshkina One

一項被譽為近十年來最先進的海洋探測任務,已在這座小型島嶼的海岸邊圓滿落幕。來自漢堡港口城市大學(HafenCity University, HCU)的研究人員與萬隆理工學院(Institut Teknologi Bandung, ITB)的專家們首度聯手,成功整合了兩種不同的光學雷達系統數據——分別是空中與水下系統——從而創建出極為精細的沿海地區三維模型。

這項突破性的計畫得到了弗勞恩霍夫物理測量研究所(Fraunhofer IPM)的大力支持。它標誌著海洋測繪技術邁向新紀元的關鍵一步,其核心不再依賴傳統的聲波探測,而是轉向利用光線進行精確測量。

跨越天際與深海的數據融合

工程師們在此次任務中部署了兩種尖端工具:空中雷射掃描儀(ABS)和水下光學雷達(ULi)。這兩種儀器能夠從截然不同的維度——一個從空中俯瞰,另一個從水下內部——觀察並測量同一片空間。

ABS系統搭載於飛行器上,主要負責描繪海岸地形的全景圖。與此同時,由Fraunhofer IPM開發的ULi則負責構建精準的水下模型。ULi的解析度達到了毫米級別,每秒能夠捕捉多達十萬個測量點(100,000點)。

這種同步協作模式是前所未有的,它使得空中與水下數據得以無縫整合至單一系統中。研究人員藉此得以將海岸線視為一個動態的生命結構,觀察光線如何反射、折射,進而勾勒出海底地貌的細節輪廓。

光與水的科學驗證

位於普蘭布卡島(Prambuka Island)附近的海域提供了理想的測試條件,水下能見度高達12公尺。這為首次進行雙重光線校準——即同時從空中和水下進行校準——提供了絕佳機會。

為了驗證深度的準確性,研究團隊在水下設置了專門的物體作為「信標」,供兩套光學雷達系統進行定位。最終獲得的數據證實,這項技術甚至能取代最先進的聲納系統,在深達數百公尺的海底,仍能以毫米級的精度鎖定目標物體。

HCU水文地理與大地測量部門的負責人哈拉爾德·施特恩貝格教授(Professor Harald Sternberg)對此項成就表示:「我們首次獲得了水下世界完整、和諧的三維圖像。光線不僅成為探索的工具,更搭建起連接海洋與天空的橋樑。」

科技映照下的未來海洋

這項技術的發展為海洋生態系統的監測開闢了嶄新的可能性,同時也適用於基礎設施的檢測與維護,例如從海上風力發電站到油氣平台等。ABS與ULi系統的數據融合,清晰地展示了不同科學方法之間的協同作用,如何能夠揭示海洋中那些過去無法觸及的層次。

這個計畫再次提醒我們:海洋不僅僅是一種自然力量,它也是地球的一面鏡子,每一滴水都映照著光學科技的進步,以及人類不斷追求更深層次探索的決心。

來源

  • Ocean News & Technology

  • HafenCity Universität Hamburg (HCU): Summer School in Tanzania: Tackling Plastic Waste in Dar es Salaam

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