Vertikálne referenčné body pobrežia ostrova Saona: Stredná hladina mora, referenčný bod mapy a referenčné hodnoty nadmorskej výšky
Úvod
Pobrežné prieskumy zahŕňajú meranie nadmorskej výšky pevniny aj hĺbky pod vodou. Tieto merania sú nevyhnutné na prípravu máp, navrhovanie pobrežných štruktúr, vykonávanie hydrografických prieskumov a pochopenie zmien podmienok na pobreží.
Meranie výšky však nie je len záležitosťou zaznamenávania čísla. Geodeti musia tiež identifikovať referenčnú úroveň, od ktorej sa meria táto výška.
Táto referencia sa nazýva vertikálny údaj.
Pobrežný prieskum môže napríklad hlásiť nadmorskú výšku pláže, zatiaľ čo hydrografický prieskum hlási hĺbku neďalekej morskej vody. Obidve merania opisujú vertikálne polohy, ale môžu používať rôzne referenčné povrchy.
Ak sa tieto merania skombinujú bez pochopenia ich referenčných systémov, výsledná mapa alebo technický výpočet môže obsahovať významné chyby.
Pre ostrov Saona v Dominikánskej republike je pochopenie pobrežných vertikálnych údajov relevantné pre potenciálny výskum zahŕňajúci mapovanie pobrežia, prieskumy nadmorskej výšky pláže, batymetriu, pobrežné monitorovacie systémy a prehľady na úrovni mora.
1. Čo je to vertikálny referenčný bod?
Vertikálny referenčný bod je definovaný referenčný povrch používaný na vyjadrenie nadmorských výšok alebo hĺbok.
Poskytuje spoločný východiskový bod pre vertikálne merania.
Napríklad:
- Nadmorská výška nad plážou môže byť nadmorská výška 2.5. poloha morského dna môže byť zaznamenaná ako 8 metrov pod referenčným bodom mapy.
- Pobrežná štruktúra môže mať nadmorskú výšku základne odkazovanú na národný geodetický vertikálny systém.
Bez konzistentného odkazu nemožno čísla spoľahlivo porovnávať.
Vertikálny údaj sa líši od horizontálneho údaja. Horizontálny údaj definuje referenčný rámec pre polohy, ako je zemepisná šírka a dĺžka, zatiaľ čo vertikálny údaj definuje referenciu pre výšky a hĺbky.
NOAA vysvetľuje, že geodetické vertikálne údaje sa používajú na vyjadrenie nadmorskej výšky pevniny, zatiaľ čo referenčné údaje na úrovni vody poskytujú referenčné úrovne pre námorné merania a hĺbky námorných máp.
2. Hlavné typy pobrežných vertikálnych dátumov
Rôzne vertikálne referenčné systémy slúžia rôznym účelom.
2.1 Stredná hladina mora (MSL)
Priemerná hladina mora je priemerná hladina morskej hladiny vypočítaná z pozorovaní hladiny vody za určité obdobie.
Často sa používa ako referenčná hodnota v pobrežných mapách a štúdiách nadmorskej výšky.
Priemerná hladina mora však nie je úplne jednotný povrch na celom svete. Miestna hladina mora sa môže meniť v dôsledku oceánskej cirkulácie, atmosférických podmienok, prílivu a odlivu, hustoty vody, pobrežnej geografie a vertikálneho pohybu pôdy.
Musí sa určiť aj obdobie pozorovania. Krátkodobá stredná hladina mora a dlhodobá stredná hladina mora nie sú nevyhnutne ekvivalentné.
2.2 Stredná vysoká voda (MHW)
Priemerná vysoká hladina vody predstavuje priemer pozorovaných vysokých hladín počas definovanej epochy prílivu.
Môže byť užitočná pre mapovanie súvisiace s pobrežiami a manažment pobrežia, ako je to s presnou hranicou pevniny.
Ako by sa to nemalo automaticky upravovať na pevnine.
každú chvíľu.
2.3 Stredná nízka hladina vody (MLW)
Priemerná nízka hladina vody predstavuje priemer nízkych hladín vody počas definovaného pozorovacieho obdobia.
Môže pomôcť opísať opakujúcu sa spodnú časť rozsahu prílivu a odlivu.
2.4 Stredná nižšia hladina vody (MLLW)
Priemerný deň pre každú dolnú minimálnu hladinu je priemerný deň pri nižšej hladine odlivu a odlivu - epocha.
V niektorých krajinách vrátane Spojených štátov sa používa ako referenčná mapa.
Údaj o mape vybraný pre konkrétny región musí byť potvrdený príslušným hydrografickým úradom. MLLW by sa nemalo automaticky považovať za oficiálny dátum mapy okolo ostrova Saona.
2,5 Stredná vyššia vysoká voda (MHHW)
Priemerná vyššia vysoká voda predstavuje priemer vyšších hladín vysokej vody počas každého prílivového dňa počas definovaného obdobia.
Môže byť užitočná na opis podmienok prílivového pobrežia a určitých aplikácií mapovania pobrežia.<2Chart Maph.<2Chart> Datumh. je vertikálny referenčný povrch, na ktorý sa vzťahujú hĺbky a výšky vysychania na námornej mape.
Vyberá sa podľa hydrografickej praxe a potrieb bezpečnej navigácie.
Údajná mapa sa vo všeobecnosti vyberá tak, aby poskytovala konzervatívnu referenciu pre zmapované hĺbky vody, ale jej presná definícia sa medzi regiónmi líši.
Pre hydrografický projekt na ostrove Saona by sa mala stanoviť príslušná základná mapa z miestnej hydrografickej námornej mapy. požiadavky.
3. Geodetické vertikálne základne a elipsoidné výšky
Nie všetky vertikálne referenčné systémy sú založené na pozorovaných prílivoch a odlivoch.
Geodetické prieskumy využívajú referenčné systémy spojené s tvarom a gravitačným poľom Zeme.
Dva dôležité pojmy sú ortometrická výška a elipsoidná výška.
3>Ortometrická výškaOrtometrická výška je výška bodu nad referenčným geoidom, ktorá približne zodpovedá strednej hladine mora.
Bežne sa používa v strojárstve, topografickom mapovaní a stavebnom prieskume.
Elipsoidná výška
Elipsoidná výška je vzdialenosť meraná pozdĺž kolmice k matematickému referenčnému elipsoidu>GPS-precision zariadenia, bežne
< vztiahnuté na geodetický referenčný rámec a elipsoidné výšky.Elipsoidná výška nie je automaticky rovnaká ako nadmorská výška nad strednou hladinou mora.
Vlnenie geoidu
Geoid je referenčná plocha súvisiaca s gravitáciou používaná vo fyzickej geodézii.
Vzťah medzi elipsoidom a geopsidom sa bežne používa ako referencia.
h = H + N
Kde:
- h = elipsoidná výška
- H = ortometrická výška
- N = zvlnenie geoidu>H
Tento vzťah umožňuje geodetom previesť elipsoidné výšky na ortometrické výšky, keď je k dispozícii vhodný model geoidu a kompatibilné referenčné systémy.
Pred použitím rovnice je potrebné skontrolovať model geoidu, súradnicový referenčný rámec a konvenciu znamienok.
4. Prečo sú pobrežné vertikálne referenčné body odlišné?
Obvyklým nedorozumením je, že stredná hladina mora, referenčný bod mapy a geodetický vertikálny referenčný bod sú zameniteľné.
Nie sú.
Každý predstavuje iný referenčný koncept.
Prílivové referenčné body sú založené na pozorovanom správaní hladiny vody počas definovaného obdobia.
Geografické údaje vyjadrujú konzistentné vertikálne referenčné systémy. región.
Údaje mapy sa vyberajú pre hydrografické mapovanie a navigáciu.
Ich vzťahy sa geograficky líšia.
NOAA vysvetľuje, že vzťah medzi prílivovými a geodetickými údajmi závisí od faktorov, ako je rozsah prílivu, batymetria, topografia, variácie geoidov a vertikálny pohyb súše.
Preto by sa referenčný vzťah vytvorený na jednom mieste
jednoducho nemal prenášať na vzdialenú prílivovú stanicu. pre ostrovné prostredia, kde miestna geometria pobrežia a blízke hĺbky vody môžu ovplyvniť referenčné úrovne prílivu a odlivu.
5. Čo je to prílivová referenčná hodnota?
Slapová referenčná hodnota je trvalý fyzický referenčný bod so zdokumentovaným vzťahom nadmorskej výšky k neďalekej stanici prílivu alebo prílivu alebo prílivu.
Umožňuje prepojenie meraní vodnej hladiny so stabilnou kontrolou zemského prieskumu.
Porovnávacie kritérium môže byť inštalované ako odolná kovová značka zasadená do vhodnej betónovej konštrukcie alebo stabilného skalného povrchu.
Jeho poloha a nadmorská výška by mali byť zdokumentované, aby ich budúce prieskumné tímy mohli obnoviť a overiť.
Hlavné účely prílivových meraní
- Modely pobrežného terénuS. analýza.
- Výpočty bagrovania.
- Modelovanie pobrežných záplav.
- Návrh námorných stavieb.
- Interpretácia hĺbky súvisiacej s navigáciou.
Štandard Medzinárodnej hydrografickej organizácie S-44 uvádza, že musia byť špecifikované vertikálne referenčné rámce a že spojenia medzi mapou a vertikálnymi základmi prieskumu musia byť jasne určené a opísané.<2> Ako sú prepojené vertikálne referenčné body?
Gedeeti používajú kombináciu pozorovaní vodnej hladiny a geodetických meraní na stanovenie vzťahov medzi vertikálnymi referenčnými systémami.
Krok 1: Zriadenie lokálnej stanice vodnej hladiny
Merač prílivu a odlivu zaznamenáva hladiny vody na vhodnom pobrežnom mieste.
<3>Nainštalujte miestny referenčný systém Step 2: by mal byť pripojený. benchmarksV blízkosti monitorovacej stanice sú vytvorené vhodné fyzické značky.
Ich polohy a nadmorské výšky musia byť zaznamenané a chránené.
Krok 3: Meranie referenčných nadmorských výšok
Presné diferenciálne vyrovnanie alebo vhodné GNSS prieskumy možno použiť na prepojenie referenčnej siete s geodetickým riadením.
Krok 4: Pozorovanie hladín prílivovej vody
Na odhadnutie relevantných prílivových údajov je potrebný dostatočne dlhý a spoľahlivý záznam o vodnej hladine.
Obdobie pozorovania by malo zodpovedať zamýšľanej definícii a akceptovanej metodológii. Este. vertikálny rozdiel medzi miestnym prílivovým údajom a geodetickou referenciou sa vypočíta pomocou zdokumentovaných pozorovaní a prieskumných meraní.
Krok 6: Overenie spojenia
Nezávislé referenčné hodnoty a opakované merania pomáhajú identifikovať nestabilné značky a chyby merania.
Krok 7: Zdokumentujte výsledky
Projekt by mal zverejniť hodnoty epoch, referenčné hodnoty, názov referenčnej hodnoty a transformáciu metóda.
Táto dokumentácia umožňuje budúcim výskumníkom správne používať referenčný systém.
8. Úloha GNSS v pobrežnom vertikálnom riadení
Globálne navigačné satelitné systémy, vrátane GPS, sa široko používajú na zisťovanie pozícií prieskumu.
Vysoko presné metódy GNSS dokážu určiť elipsoidné výšky vzhľadom na špecifikovaný geodetický referenčný rámec.
Tieto merania potom možno prepojiť s príslušným orthometrickým modelom. neposkytuje priamo každý vertikálny údaj potrebný na prieskum pobrežia.
Merač musí identifikovať:
- Referenčný rámec GNSS.
- Súradnicovú epochu, ak je to relevantné.
- Elipsoidný model alebo požadovaný výškový model
- Neistota transformácie.
Pre presné pobrežné práce by mali byť merania GNSS podporené vhodnými kontrolnými prieskumami a zdokumentovanými vertikálnymi transformáciami.
9. Vertikálne referenčné transformácie v pobrežnom mapovaní
Vertikálna referenčná transformácia je proces prevodu nadmorských výšok alebo hĺbok z jedného referenčného povrchu na druhý.
Projekt môže napríklad potrebovať skombinovať:
- Pláž na referenčné nadmorské výšky referenčné nadmorské výšky
- Hĺbky morského dna odkazované na údaj mapy.
- Pozorovania GNSS odkazované na elipsoid.
Transformačný model môže poskytnúť potrebné výškové rozdiely tam, kde bol vyvinutý a overený pre príslušnú oblasť.
VDatum NOAA je príkladom systému navrhnutého na transformáciu medzi slapovými a elipsoidnými geopriestorovými alebo priestorovými údajmi. údaje.
Jeho pokrytie a podporované transformácie sú špecifické pre daný región. Nemalo by sa predpokladať, že každá transformácia je dostupná pre ostrov Saona alebo Dominikánsku republiku.
V prípade miestneho projektu by sa mali konzultovať príslušné národné geodetické a hydrografické orgány, aby sa identifikovali schválené referenčné systémy a informácie o transformácii.
10. Potenciálne aplikácie v okolí ostrova Saona
Správne zdokumentovaný vertikálny referenčný rámec by mohol podporiť niekoľko typov výskumných a inžinierskych prác v okolí ostrova Saona.
Pobrežné topografické mapovanie
Gerajeri by mohli zaznamenávať nadmorské výšky pláží, pobrežné svahy a zmeny tvaru krajiny pomocou konzistentnej vertikálnej referencie.
Bathymetrické údaje by pomohli výskumníkom v hĺbkovom prieskume pod vodou
< sledovateľným spôsobom.Monitorovanie profilu pláže
Opakované prieskumy by mohli porovnať nadmorské výšky pláží v priebehu času.
Pomohlo by to rozlíšiť skutočné zmeny tvaru pláže od rozdielov spôsobených nekonzistentnými referenciami prieskumu.
Modelovanie pobrežných záplav
Povodňové modely potrebujú kompatibilné údaje o výške terénu medzi výškami a zvislými údajmi pomáhajú predchádzať rozdielom medzi vertikálnymi údajmi o výške terénu a hladinou vody. a vstupy vodnej hladiny.
Návrh pobrežnej infraštruktúry
Projektanti pobrežných štruktúr potrebujú konzistentné informácie o nadmorskej výške základov, úrovní platforiem, drenáže, prístupových trás a iných inžinierskych komponentov.
Monitorovanie hladiny mora
Dlhodobé pozorovania hladiny vody sa stávajú užitočnejšími, keď je pozorovaný príliv a odliv pripojený výskumníkom na pevnine
. zmeny vodnej hladiny sú spojené so zmenami na hladine mora, pohybom pevniny alebo oboje.Toto sú potenciálne aplikácie, nie tvrdenia, že v súčasnosti existuje dokončená lokálna referenčná sieť.
11. Bežné chyby vertikálnych referenčných bodov v pobrežných projektoch
Nesprávne zaobchádzanie s referenčnými údajmi môže spôsobiť vážne problémy v geodézii a inžinierstve.
Zmiešanie nesúvisiacich referenčných systémov
Používanie výšok pláže z jedného vertikálneho základu a hĺbok morského dna iného bez transformácie môže viesť k nekonzistentnému modelu terénu.
Za predpokladu, že úroveň hladiny mora je univerzálna, závisí od polohy3. sa časom mení.
Hodnota zo vzdialenej stanice by sa bez vhodného pripojenia nemala považovať za lokálnu referenciu.
Ignorovanie pohybu benchmarku
Berch môže byť poškodený alebo fyzicky posunutý.
Na potvrdenie jeho stability sú potrebné opakované kontroly.
Používanie nevhodného modelu geoidu
Model geoidu, ktorý nie je kompatibilný s referenčným rámcom alebo geografickou oblasťou, môže produkovať nesprávne ortometrické výšky.
Neschopnosť zdokumentovať referenčnú epochu
Slapové dátumy sú založené na špecifikovaných obdobiach pozorovania.
Epocha sa musí zaznamenať, aby bolo možné referenciu správne interpretovať.
Každé meranie a transformácia
Omitovanie. neistota.
Správy o prieskumoch by mali uvádzať príslušnú neistotu a nie uvádzať všetky nadmorské výšky ako presné hodnoty.
12. Navrhovaný vertikálny referenčný rámec pre ostrov Saona
Budúci program pobrežného prieskumu by mohol vytvoriť systematický vertikálny referenčný rámec prostredníctvom nasledujúcich etáp.
1. fáza: Preskúmanie existujúcich referenčných informácií
Identifikujte dostupné národné geodetické kontroly, hydrografické mapy, informácie o prílivoch a odlivoch a publikované vertikálne referenčné miesta
Vyberte vhodné miesta
Choose>Stage. je možné udržiavať stabilné referenčné hodnoty a zariadenia na monitorovanie hladiny vody.
Fáza 3: Zavedenie kontroly referenčných hodnôt
Nainštalujte alebo overte trvalé značky merania a prepojte ich pomocou presného nivelovania a pozorovania GNSS.
Fáza 4: Zbierajte presné údaje o vodnej hladine
Zaznamenávajte a určujte hladinu vody
spoľahlivými nástrojmi. relevantné prílivové údaje
Použite vhodné obdobie pozorovania a overené metódy analýzy na stanovenie referenčných úrovní prílivu a odlivu potrebných pre projekt.
Fáza 6: Prepojenie prílivových a geodetických referencií
Určite vertikálny vzťah pomocou zdokumentovaného prieskumu a pozorovaní vodnej hladiny.
Predbežná transformácia 7. etapa: príprava informácií o transformácii/prečistenie. systémov, referenčných nadmorských výšok, transformačných hodnôt a neistôt.
Fáza 8: Overenie rámca
Vykonajte nezávislé kontroly a opakované pozorovania s cieľom identifikovať nezrovnalosti alebo pohyb referenčných hodnôt.
Fáza 9: Aplikujte rámec na mapovanie
Použite overený model prieskumu, kúpeľný metrický referenčný systém pre topografické pobrežie štúdie.
13. Dôležitosť konzistentnosti vertikálnych referenčných bodov v budúcom výskume pobrežia
Keďže sa mapovanie pobrežia stáva integrovanejším, výskumníci čoraz viac kombinujú údaje z rôznych nástrojov a platforiem.
Jeden projekt môže využívať satelitné pozorovania, prieskumy GNSS, výškové modely založené na dronoch, meradlá prílivu, viaclúčové sonar a
numerické modely.Tieto množiny údajov sú priamo porovnateľné iba vtedy, keď sú správne pochopené ich horizontálne a vertikálne referenčné systémy.
Konzistentný vertikálny referenčný rámec môže zlepšiť:
- Integráciu údajov.
- Opakovateľnosť prieskumu.
- Porovnanie pobrežného.
- Dlhodobé monitorovanie životného prostredia.
- Interpretácia zmeny hladiny mora.
Na ostrove Saona by bolo vytvorenie spoľahlivého vzťahu medzi nadmorskou výškou a morskou hĺbkou cenným základom pre budúci výskum pobrežia.
Často kladené otázky
1. Čo je to pobrežný vertikálny údaj?
Je to referenčná plocha používaná na vyjadrenie nadmorskej výšky a hĺbky vody konzistentným spôsobom.
2. Je stredná hladina mora rovnaká ako dátum mapy?
Nie. Priemerná hladina mora je priemerná referenčná hladina vody, zatiaľ čo dátum mapy je referenčný povrch používaný pre zmapované hĺbky a výšky sušenia.
3. Aký je rozdiel medzi prílivovým údajom a geodetickým údajom?
Prílivový údaj je definovaný na základe pozorovaného správania vodnej hladiny. Geodetický vertikálny údaj poskytuje referenčný rámec pre nadmorské výšky krajiny.
4. Čo je to referenčná hodnota prílivu a odlivu?
Je to trvalá značka fyzického prieskumu so zdokumentovaným vzťahom nadmorskej výšky k stanici prílivu alebo prílivu alebo prílivu.
5. Môže GPS merať nadmorskú výšku priamo nad hladinou mora?
GNSS bežne poskytuje elipsoidné výšky. Prevod týchto hodnôt na ortometrické alebo prílivové výšky si vyžaduje vhodné geoidové informácie a transformácie údajov.
6. Prečo sú vertikálne údaje dôležité pri hĺbkovom prieskume?
Poskytujú referenčnú úroveň na meranie hĺbky pod vodou a umožňujú porovnanie batymetrických údajov s prieskumami nadmorskej výšky krajiny.
7. Má ostrov Saona overenú lokálnu vertikálnu základnú sieť?
Tento článok nepotvrdzuje, že takáto sieť existuje. Bolo by potrebné preskúmať miestne referenčné hodnoty, pozorovania vodnej hladiny a spoľahlivé záznamy z prieskumov.
8. Čo sa stane, ak dva prieskumy používajú rôzne vertikálne nuly?
Ich hodnoty nadmorskej výšky a hĺbky sa nemusia zhodovať. Pred spoľahlivým spojením súborov údajov je potrebná overená transformácia.
Záver
Pobrežné vertikálne údaje poskytujú referenčný rámec potrebný na konzistentné meranie nadmorských výšok, hladín morí a hĺbky pod vodou. Priemerná hladina mora, údaje prílivu a odlivu, údaje mapy, ortometrické výšky a elipsoidné výšky slúžia na iné účely.
Pre ostrov Saona by budúci projekt vertikálnej kontroly mohol prepojiť pozorovania hladiny pobrežných vôd so stabilnými geodetickými kritériami. To by pomohlo výskumníkom kombinovať topografické a batymetrické údaje, zlepšiť mapovanie pobrežia a podporiť inžinierske a environmentálne štúdie.
Najdôležitejší princíp je jednoduchý: každé meranie nadmorskej výšky a hĺbky musí mať jasne identifikovanú vertikálnu referenciu. Presné meranie nezávisí len od použitého prístroja, ale aj od toho, či presne viete, kde je nula.
Local explorer & expert guide in Dominikánská Republika Dovolená.
