بخشی از مقاله
چکیده :
تعیین باتیمتری در دریا زمینه های کاربردی فراوانی در مهندسی و علوم دارد.هر چندروش های صوتی دقت بالایی دارند اما بسیار زمان بر و پرهزینه میباشند و اغلب در مناطق ساحلی وکم عمق به کار گرفته میشوند. ارتفاع سنجی ماهواره ای بیش از 30 سال است که نواسانات سطح دریاها را اندازه گیری میکند، ماموریت های ماهوراه ای جدید همچون Cryo_sat در چند سال اخیر بر صحت و تراکم داده های حاصل از ارتفاع سنجی افزوده است.در ژئودزی میتوان این نوسانات سطح دریا را به اطلاعات ثقلی از قبیل گرانی،ارتفاع ژئوئید،مولفه های انحراف قائم و ... تبدیل نمود؛از طرفی میدان ثقل زمین تابعی از عوامل و منابع درونی آن میباشد،یکی از منابع مهم تولید آنامولی های گرانی در دریا،مرز جدایش آب با پوسته یا همان توپوگرافی بستر میباشد.
تخمین شکل بستر از مشاهدات جاذبی دریایی از طریق حل عکس رابطه پارکر امکان پذیر میباشد؛این مساله یک مساله معکوس میباشد.و کوچکترین نویزی مساله برآورد را ناپایدار میکند برای پایدار سازی مساله و افزایش میزان سیگنال به نویز از مساله بهینه سازی وینر در حوزه فرکانس استفاده مینماییم.نکته ای که باید بدان اشاره شود آن است که همبستگی بین شکل بستر و نواسانات جاذبی در محدوده از طول موج 15 تا 60 کیلومتر میباشد و تخمین شکل بستر از مشاهدات تنها در این باند صورت میگیرد از اینرو برای تخمین طول موج های منطقه ای از مشاهدات زمینی کم تراکمی که در منطقه وجود دارد استفاده میشود.در این مقاله ما با استفاده از نوسانات جاذبی - آنامولی های جاذبی - استخراج شده از مشاهدات ارتفاع سنجی و پاره ای از داده های محدود عمق سنجی شکل بستر را در محدود های از دریای عمان تخمین میزنیم. ونتایج را با مدلهای عمق یابی موجود مقایسه مینماییم.
-1 مقدمه:
زمینه های کاربردی فراوان باتیمتری در مهندسی و علوم مرتب با زمین ،توجه دانشمندان و محققان را به روش هایی برای اندازه گیری آن معطوف نموده است.این روش ها ی اندازه گیری را به طور کلی میتوان به دو دسته روش های مستقیم - زمینی با سکوی کشتی یا هلی کوپتر - و روش های غیر مستقیم - یا فضایی با استفاده از مشاهدات ماهواره ای - تقسیم بندی کرد.سیر تحول روش های مستقیم - زمینی - را میتوان در دو عصر کهن و مدرن - عصر الکترونیک، صد سال اخیر - بررسی کرد.روش های ساندینگ مکانیکی و استفاده از ابزارهایی همچون طناب و یا صوت ،روش های مرسوم در عصر کهن میباشند،و استفاده از دستگاه های اکوساندر و مولتی بیم و لیزرهای باتیمتریک ابزار های مورد استفاده به منظور تعیین باتیمتری در عصر مدرن میباشند.
با وجود آنکه بیش از شش دهه از ماموریت دستگاه های اکو ساندر و مولتی بیم میگذرد؛به جز پاره ای از مناطق استراتژیک و اقتصادی اکثر مناطق اقیانوسی خالی از داده و دارای گپ های وسیع میباشند،که علت اولیه این امر سرعت پایین و هزینه های بالای عملیات عمق سنجی با کشتی میباشد.از اینرو استفاده از روش هایی که به صورت غیر مستقیم، باتیمتری را اندازه گیری میکنند مورد توجه قرار میگیرد.باتیمتری از جمله عوامل مهم و تاثیر گذار بر میدان ثقل - مخصوصاً کمیت شتاب ثقل - میباشد؛و بین این دو میتوان یک رابطه مستقیم - خطی و یا غیر خطی - برقرار کرد؛بنابراین اگر بتوان مشاهده شتاب ثقل را اندازه گیری نمود،میتوان با استفاده از ارتباط آن با باتیمتری،باتیمتری را به صورت غیر مستقیم اندازه گیری نمود.اولین بار Siemens بود که در سال 1876 تئوری استفاده از آنامولی های شتاب ثقل دریایی را برای تخمین عمق در دریا مطرح کرد،اما ایده اوبه سبب فقدان اطلاعات ثقلی در دریا توفیق چندانی کسب نکرد.
اوج استفاده از روش های غیر مستقیم به چهل سال اخیر مربوط میشود.چرا که ظهور تکنولوژی ارتفاع سنجی ماهواره ای پوشش مناسب و کاملی از اطلاعات ثقلی را فراهم آورده است.دقت داده های ثقلی حاصل از ارتفاع سنجی ماهوارهای وابسته به پوشش مکانی گذرهای ماهواره و دقت ارتفاع سنج ماهواره دارد که روز به روز بر تراکم و دقت این داده های افزوده میشود.روش های غیر مستقیم را از جنبه محاسباتی میتوان در دو دسته روش های جبری - - Deterministic،و روش های آماری - Stochastic - ،طبقه بندی کرد.روش جبری بیشتر بر مبنای فرمول پارکر در حوزه فرکانس و و مسئله بهینه سازی وینر استوار است - سندول - 1997و روش آماری از خطی سازی رابطه عمق و شتاب ثقل بر اساس روش برآورد کالوکیشن مربعات استفاده میکند.در این مقاله ما با استفاده از مشاهدات ثقلی حاصل از ارتفاع سنجی ماهواره ای از روش جبری برای تخمین و بهبود اطلاعات باتیمتری استفاده خواهیم کرد.
