Исследователи тестируют подводные измерительные системы в индонезийских водах

Группа немецких и индонезийских исследователей протестировала два датчика LiDAR из Института физических измерительных методов Фраунгофера IPM. Датчики были приобретены HafenCity University Hamburg и использованы в рамках масштабной измерительной кампании.
Глобальное картографирование морских глубин, побережий и морских экосистем далеко от завершения. В то же время важность океанов, озер и рек для экономического использования растет. Примерами расширяющейся подводной технической инфраструктуры, требующей регулярного мониторинга, являются нефтегазовые производственные объекты, офшорные ветряные фермы и плотины.
Для решения проблемы картографического пробела Университет HafenCity в Гамбурге (HCU) совместно с индонезийским Институтом технологии Бандунга (ITB), базирующимся в Бандунге, Ява, организовал недельный полевой лагерь "Pramuka Field Work 2025". Миссия исследования заключалась в тестировании различных методов измерения в реальной морской среде, сравнении качества данных различных датчиков и последующем объединении всех данных в комплексную модель.

Благодаря прозрачности воды до 12 метров, акватория вокруг индонезийского острова Прамука создаёт идеальные условия для подводных измерений.

«Мы хотели выяснить, какое качество данных обеспечивают отдельные типы датчиков и как эти данные дополняют друг друга. В особенности системы LiDAR обеспечивают очень высокое пространственное разрешение. Это позволяет нам создавать детальные 3D‑модели подводных структур», — говорит профессор, доктор‑инженер Харальд Штернберг, заведующий кафедрой гидрографии и геодезии в HCU и член Международного совета по стандартам компетентности гидрографических съёмщиков и морских картографов (IBSC) при FIG/IHO/ICA.
Изображено слева: Сотрудники местного исследовательского партнера ITB устанавливают систему подводного LiDAR ULi, разработанную Fraunhofer IPM, на лодке, примерно на 50 см ниже поверхности воды. ULi измеряет трехмерные структуры под водой и теоретически может погружаться на глубину сотен метров. Сканер захватывает объекты с миллиметровой точностью на расстоянии до нескольких десятков метров, при условии достаточной прозрачности воды. © Ellen Heffner, HCU. Изображено справа: Исследовательская группа из 34 человек использовала другие датчики, такие как многолучевая сонарная система и фотограмметрический датчик, для картографирования всего побережья небольшого острова. Фото: Гидрография ITB
Первое в истории сочетание данных с дрона и подводного LiDAR

Исследовательская группа из 34 человек использовала различные датчики для картографирования всего побережья небольшого острова. Тестовые объекты были установлены на глубинах до 10 метров. Команда использовала многолучевую сонарную систему (вееобразный эхолот), фотограмметрический датчик и две высококлассные системы LiDAR от Fraunhofer IPM.

Лазерные методы измерения для подводных приложений становятся все более важными, так как они дополняют данные от традиционных акустических или камерных систем измерения. Например, система подводного LiDAR ULi захватывает подводные объекты в 3D с гораздо большей точностью, чем сонарные системы. Воздушный лазерный сканер для батиметрии ABS позволяет проводить высокоточные батиметрические измерения с воздуха.

"В Индонезии мы впервые использовали обе системы одновременно. Это означает, что мы захватили одну и ту же сцену с воздуха и под водой с помощью LiDAR. Объединенные данные снова продемонстрируют мощь этих систем," говорит профессор доктор Александр Рейтерер, руководитель отдела в Fraunhofer IPM.
Воздушный лазерный сканер для батиметрии ABS исследует побережье в индонезийских водах. Воздушный лазерный сканер для батиметрии ABS сканирует прибрежные воды с воздуха и создает высокоточное изображение подводного рельефа. © Lars Rathmann
Открыто доступная 3D модель данных

Обработка и оценка огромного объема измерительных данных займет еще несколько месяцев. Помимо сгенерированных измерительных данных, в общедоступную модель данных побережья Прамука будут включены спутниковые данные.
Измерительные данные, записанные с помощью подводного сканера LiDAR ULi в индонезийских водах. Подводное облако точек (изображено слева) покрывает площадь 5 × 8 м и показывает структуры, такие как камни и растения, на глубине примерно 8 м с высоким разрешением. Также видны линии сканирования, генерируемые сканером. © HCU. Сканер Uli (изображен справа с подводным корпусом и без него) захватывает данные с движущейся лодки. Фото: Институт Фраунгофера
HCU и ITB планируют использовать результаты полевых испытаний для улучшения глобальных гидрографических стандартов. Одно ясно: картографирование водоемов становится все более важным из-за увеличения экономической активности. И находящаяся под угрозой исчезновения морская экосистема, с ее уязвимыми коралловыми рифами и тоннами плавающего на поверхности океана пластикового мусора, также создает вызовы для инновационных измерительных технологий.

Источник : Fraunhofer IPM
28 ноября/ 2025