قياس الأعماق

تكشف الرسوم المتحركة عن قيعان المحيطات وأعماق البحار. تظهر الجروف القارية في الغالب على عمق 140 مترًا، والسلاسل الجبلية في منتصف المحيط على عمق 3000 متر، والخنادق المحيطية على أعماق تتجاوز 6000 متر.

علم قياس الأعماق ^{[ 1 ]}^{[ 2 ]} ( يُلفظ /bəˈθɪmətɹi/ ) هو دراسة عمق قيعان المحيطات ( تضاريس قاع البحر )، وقيعان الأنهار ، وقيعان البحيرات. بعبارة أخرى، يُعدّ علم قياس الأعماق المكافئ المائي لعلم قياس الارتفاعات أو التضاريس . تعود أولى الأدلة المسجلة لقياسات عمق المياه إلى مصر القديمة منذ أكثر من 3000 عام. ^{[ 3 ]} يُستخدم علم قياس الأعماق في تطبيقات متنوعة، منها إنتاج خرائط الأعماق لتوجيه السفن وتحديد المخاطر تحت الماء، ودراسة الحياة البحرية قرب قاع المسطحات المائية ، وتحليل السواحل، وديناميكيات المحيطات ، بما في ذلك التنبؤ بالتيارات والمد والجزر. ^{[ 4 ]}

تُنتج الخرائط الباثيمترية (لا تُخلط مع الخرائط الهيدروغرافية ) عادةً لدعم سلامة الملاحة السطحية أو تحت السطحية، وتُظهر عادةً تضاريس قاع البحر كخطوط كونتورية ( تُسمى خطوط العمق أو خطوط تساوي العمق ) وأعماق مُحددة ( قياسات الأعماق )، كما تُوفر عادةً معلومات ملاحية سطحية . قد تستخدم الخرائط الباثيمترية (مصطلح أعم يُستخدم عندما لا تكون سلامة الملاحة مصدر قلق) نموذجًا رقميًا للتضاريس وتقنيات إضاءة اصطناعية لتوضيح الأعماق المعروضة. يُدمج الباثيمتر العالمي أحيانًا مع بيانات التضاريس لإنتاج نموذج تضاريس عالمي . أما علم الباثيمترية القديمة فهو دراسة الأعماق تحت الماء في الماضي.

تشمل المرادفات رسم خرائط قاع البحر ، وتصوير قاع البحر . تُجرى قياسات الأعماق باستخدام طرق متنوعة، بدءًا من قياس الأعماق ، وتقنيات السونار والليدار ، وصولًا إلى العوامات وقياس الارتفاع بالأقمار الصناعية . لكل طريقة مزاياها وعيوبها، ويعتمد اختيار الطريقة المناسبة على نطاق المنطقة قيد الدراسة، والميزانية المتاحة، ودقة القياس المطلوبة ^، ومتغيرات أخرى. على الرغم من الأبحاث الحديثة القائمة على الحاسوب، لا يزال قاع المحيط في العديد من المواقع أقل وضوحًا من تضاريس سطح المريخ . [ ⁵^]

تضاريس قاع البحر

تشير تضاريس قاع البحر (تضاريس المحيط أو التضاريس البحرية) إلى شكل الأرض ( التضاريس ) عند التقائها بالمحيط. تظهر هذه الأشكال بوضوح على طول السواحل، ولكنها تظهر أيضًا بشكل ملحوظ تحت الماء. وتُحدد فعالية الموائل البحرية جزئيًا بهذه الأشكال، بما في ذلك كيفية تفاعلها مع تيارات المحيط وتشكيلها لها ، وكيفية تناقص ضوء الشمس عندما تشغل هذه التضاريس أعماقًا متزايدة. تعتمد شبكات المد والجزر على التوازن بين العمليات الرسوبية والديناميكا المائية، ومع ذلك، يمكن أن تؤثر العوامل البشرية على النظام الطبيعي أكثر من أي عامل فيزيائي. ^{[ 6 ]}

تشمل التضاريس البحرية أشكالاً أرضية ساحلية ومحيطية تتراوح من مصبات الأنهار الساحلية والخطوط الشاطئية إلى الجروف القارية والشعاب المرجانية . وفي عرض المحيط، تشمل هذه التضاريس معالم تحت الماء وفي أعماق البحار ، مثل المرتفعات المحيطية والجبال البحرية . أما السطح المغمور فيحتوي على معالم جبلية، بما في ذلك نظام سلسلة جبال وسط المحيط الممتدة عبر الكرة الأرضية ، بالإضافة إلى البراكين تحت سطح البحر ، ^{[ 7 ]} والخنادق المحيطية ، والأخاديد البحرية ، والهضاب المحيطية ، والسهول السحيقة .

تبلغ كتلة المحيطات حوالي 1.35 × 10^{تبلغ كتلة المحيطات 18} طنًا متريًا ، أو ما يعادل 1/4400 من إجمالي كتلة الأرض. وتغطي المحيطات مساحة قدرها 3.618 × 10 ^{تبلغ مساحتها 8} كيلومترات^مربعة بمتوسط عمق 3682 مترًا، مما ينتج عنه حجم تقديري قدره 1.332 × 10⁹ كم³ .^{[ 8 ]}

نطاق العمق (بالأمتار) ^{[ 9 ]}	مساحة قاع البحر (كم ² )	نسبة قاع البحر
0 – 200	26,402,000	7.30%
201 – 1000	15,848,000	4.38%
1001 – 4000	127,423,000	35.22%
4001 – 6000	188,395,000	52.08%
6001 – 7000	3,207,000	0.89%
7001 – 8000	320,000	0.09%
8001 – 9000	111,000	0.03%
9000 – 10000	37000	0.01%
أكثر من 10000	2000	أقل من 0.01%

قياس

في الأصل، اعتمد علم قياس الأعماق على قياس عمق المحيط من خلال قياس الأعماق باستخدام أجهزة قياس الأعماق. استخدمت التقنيات المبكرة حبالًا أو كابلات ثقيلة مُقاسة مسبقًا تُنزل من جانب السفينة. ^{[ 10 ]} تقيس هذه التقنية العمق عند نقطة واحدة في كل مرة، ولذلك فهي أقل كفاءة من الطرق الأخرى. كما أنها تتأثر بحركة السفينة والتيارات التي تُحرك الحبل عن مساره، وبالتالي فهي أقل دقة.

تُستقى البيانات المستخدمة في رسم الخرائط الباثيمترية اليوم عادةً من جهاز سونار ( مقياس الأعماق الصوتي ) مُثبّت أسفل أو فوق جانب قارب، يُرسل شعاعًا صوتيًا إلى أسفل باتجاه قاع البحر، أو من أنظمة الاستشعار عن بُعد LIDAR أو LADAR. ^{[ 11 ]} ويُحدد الوقت الذي يستغرقه الصوت أو الضوء للانتقال عبر الماء، والارتداد عن قاع البحر، والعودة إلى جهاز السونار، المسافة إلى قاع البحر. وتُجرى مسوحات LIDAR/LADAR عادةً بواسطة أنظمة محمولة جوًا.

تضاريس قاع البحر بالقرب من خندق بورتوريكو

بدءًا من أوائل ثلاثينيات القرن العشرين، استُخدمت أجهزة قياس الأعماق أحادية الحزمة لرسم خرائط الأعماق. أما اليوم، فيُستخدم عادةً أجهزة قياس الأعماق متعددة الحزم (MBES)، والتي تعتمد على مئات الحزم المتجاورة الضيقة جدًا (عادةً 256 حزمة) مرتبة على شكل مروحة بزاوية تتراوح عادةً بين 90 و170 درجة. يوفر هذا الترتيب المتقارب للحزم الفردية الضيقة دقةً ووضوحًا زاويين عاليين للغاية . وبشكل عام، يسمح عرض المسح الواسع، الذي يعتمد على العمق، للقارب برسم خريطة لمساحة أكبر من قاع البحر في وقت أقل من جهاز قياس الأعماق أحادي الحزمة، وذلك من خلال عدد أقل من عمليات المسح. يتم تحديث الحزم عدة مرات في الثانية (عادةً من 0.1 إلى 50 هرتز حسب عمق الماء)، مما يسمح للقارب بالتحرك بسرعة أكبر مع الحفاظ على تغطية كاملة لقاع البحر. تسمح مستشعرات الوضع بتصحيح ميلان القارب وانحرافه على سطح المحيط، بينما توفر البوصلة الجيروسكوبية معلومات دقيقة عن الاتجاه لتصحيح انحراف السفينة . تستخدم معظم أنظمة المسح متعددة الحزم الحديثة نظامًا متكاملًا لاستشعار الحركة وتحديد الموقع، يقيس الانحراف بالإضافة إلى الديناميكيات الأخرى والموقع. ويقوم نظام ملاحة عالمي قائم على الأقمار الصناعية بتحديد موقع القياسات الصوتية بالنسبة لسطح الأرض. وتُصحح بيانات سرعة الصوت (سرعة الصوت في الماء كدالة للعمق) في عمود الماء انكسار أو "انحناء" الموجات الصوتية نتيجة لخصائص عمود الماء غير المتجانسة، مثل درجة الحرارة والتوصيلية والضغط. ويقوم نظام حاسوبي بمعالجة جميع البيانات، مصححًا جميع العوامل المذكورة أعلاه، بالإضافة إلى زاوية كل حزمة صوتية على حدة. ثم تُعالج قياسات العمق الناتجة يدويًا أو شبه آليًا أو آليًا (في ظروف محدودة) لإنتاج خريطة للمنطقة. ( اعتبارًا من عام 2010)يتم توليد عدد من المخرجات المختلفة، بما في ذلك مجموعة فرعية من القياسات الأصلية التي تستوفي شروطًا معينة (مثل: أكثر القياسات تمثيلًا، وأقل عمق في منطقة ما، إلخ)، أو نماذج رقمية متكاملة للتضاريس (مثل: شبكة منتظمة أو غير منتظمة من النقاط المتصلة بسطح ما). تاريخيًا، كان اختيار القياسات أكثر شيوعًا في التطبيقات الهيدروغرافية ، بينما كان بناء نماذج التضاريس الرقمية يُستخدم في المسوحات الهندسية، والجيولوجيا، ونمذجة التدفق، وما إلى ذلك. ومنذ حوالي عامي 2003-2005 ، أصبحت نماذج التضاريس الرقمية أكثر قبولًا في الممارسة الهيدروغرافية.

تُستخدم الأقمار الصناعية أيضًا لقياس تضاريس الأعماق. يرسم رادار الأقمار الصناعية خرائط تضاريس أعماق البحار من خلال رصد التغيرات الطفيفة في مستوى سطح البحر الناتجة عن جاذبية الجبال والتلال وغيرها من الكتل تحت سطح البحر . في المتوسط، يكون مستوى سطح البحر أعلى فوق الجبال والتلال منه فوق السهول والوديان السحيقة . ^[¹²^]

في الولايات المتحدة، يتولى فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي تنفيذ أو تكليف معظم عمليات المسح للممرات المائية الداخلية الصالحة للملاحة، بينما تضطلع الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) بالدور نفسه بالنسبة للممرات المائية المحيطية. تتوفر بيانات قياس الأعماق الساحلية من المركز الوطني للبيانات الجيوفيزيائية التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NGDC)، ^[¹³^] والذي تم دمجه الآن في المراكز الوطنية للمعلومات البيئية . تُنسب بيانات قياس الأعماق عادةً إلى مستويات المد والجزر الرأسية . ^[¹⁴^] بالنسبة لقياس الأعماق في المياه العميقة، يكون هذا المستوى عادةً هو متوسط مستوى سطح البحر (MSL)، ولكن معظم البيانات المستخدمة في رسم الخرائط الملاحية تُنسب إلى متوسط أدنى مستوى للمياه المنخفضة (MLLW) في المسوحات الأمريكية، وأدنى مستوى للمد والجزر الفلكي (LAT) في البلدان الأخرى. تُستخدم العديد من المستويات المرجعية الأخرى عمليًا، اعتمادًا على الموقع ونظام المد والجزر.

تشمل المهن والوظائف المتعلقة بعلم قياس الأعماق دراسة المحيطات والصخور والمعادن في قاع المحيط، ودراسة الزلازل أو البراكين تحت الماء . ويُعدّ أخذ وتحليل قياسات الأعماق أحد المجالات الأساسية في علم الهيدروغرافيا الحديث ، ومكونًا جوهريًا لضمان النقل الآمن للبضائع في جميع أنحاء العالم. ^{[ 10 ]}

صور الأقمار الصناعية

يُعد استخدام الأقمار الصناعية شكلاً آخر من أشكال رسم خرائط قاع البحر. تُجهز هذه الأقمار بمستشعرات فائقة الطيف ومتعددة الأطياف تُستخدم لتوفير تدفقات مستمرة من الصور للمناطق الساحلية، مما يوفر طريقة أكثر جدوى لتصوير قاع البحر. ^{[ 15 ]}

أجهزة الاستشعار الطيفية الفائقة

تتراوح مجموعات البيانات التي تنتجها أجهزة الاستشعار فائقة الطيف عادةً بين 100 و200 نطاق طيفي بعرض نطاق يتراوح بين 5 و10 نانومتر تقريبًا . يُعدّ الاستشعار فائق الطيف، أو التصوير الطيفي، مزيجًا من التصوير عن بُعد المستمر والتحليل الطيفي، مما ينتج عنه مجموعة بيانات واحدة. ^{[ 15 ]} ومن الأمثلة على هذا النوع من الاستشعار: جهاز AVIRIS ( مقياس طيف التصوير المرئي/الأشعة تحت الحمراء المحمول جوًا ) وجهاز HYPERION.

يُستخدم مستشعر HS في تصوير قاع البحر للكشف عن الكلوروفيل ، والعوالق النباتية ، والملوحة ، وجودة المياه، والمواد العضوية الذائبة، والرواسب العالقة، ومراقبتها . ومع ذلك، لا يوفر هذا تفسيرًا بصريًا دقيقًا للبيئات الساحلية. ^{[ 15 ]}

أجهزة استشعار متعددة الأطياف

أما الطريقة الأخرى للتصوير بالأقمار الصناعية، وهي التصوير متعدد الأطياف (MS)، فتميل إلى تقسيم الطيف الكهرومغناطيسي إلى عدد قليل من النطاقات، على عكس أجهزة الاستشعار فائقة الطيف التي يمكنها التقاط عدد أكبر بكثير من النطاقات الطيفية.

يُستخدم الاستشعار متعدد الأطياف على نطاق أوسع في رسم خرائط قاع البحر نظرًا لقلة نطاقاته الطيفية مع عرض نطاق ترددي أكبر نسبيًا. يسمح عرض النطاق الترددي الأكبر بتغطية طيفية أوسع، وهو أمر بالغ الأهمية في الكشف البصري عن المعالم البحرية والدقة الطيفية العامة للصور الملتقطة. ^{[ 15 ]}

قياس الأعماق بالليزر المحمول جواً

يُعدّ المسح الليزري المحمول جواً عالي الكثافة (ALB) أسلوباً حديثاً ومتطوراً للغاية لرسم خرائط قاع البحر. طُوّر هذا الأسلوب لأول مرة في ستينيات وسبعينيات القرن الماضي، وهو عبارة عن تقنية "الكشف الضوئي وتحديد المدى (LiDAR) التي تستخدم الضوء المرئي والأشعة فوق البنفسجية والأشعة تحت الحمراء القريبة للاستشعار البصري عن بُعد لهدف محدد من خلال نظام نشط وآخر سلبي". وهذا يعني أن المسح الليزري المحمول جواً يستخدم أيضاً ضوءاً خارج الطيف المرئي للكشف عن الانحناءات في التضاريس تحت الماء. ^[¹⁵^]

تُعرّف الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) تقنية الليدار (LiDAR ) بأنها "طريقة استشعار عن بُعد تستخدم الضوء على شكل نبضات ليزر لقياس المسافات". ^{[ 16 ]} تُولّد هذه النبضات الضوئية، إلى جانب بيانات أخرى، تمثيلاً ثلاثي الأبعاد لما تنعكس عنه، مما يُعطي صورة دقيقة لخصائص السطح. يتكون نظام الليدار عادةً من ليزر وماسح ضوئي وجهاز استقبال GPS . تُعد الطائرات والمروحيات أكثر المنصات استخدامًا لجمع بيانات الليدار على مساحات واسعة. ومن تطبيقات الليدار تقنية قياس الأعماق (Bathymetric LiDAR)، التي تستخدم ضوءًا أخضر يخترق الماء لقياس ارتفاعات قاع البحر وقاع النهر. ^{[ 16 ]}

تعتمد تقنية المسح الضوئي الجوي (ALB) عمومًا على إطلاق نبضة ضوئية غير مرئية من طائرة تحلق على ارتفاع منخفض، حيث يستقبل جهاز الاستقبال انعكاسين من سطح الماء. ينشأ الانعكاس الأول من سطح الماء، بينما ينشأ الثاني من قاع البحر. وقد استُخدمت هذه الطريقة في عدد من الدراسات لرسم خرائط لأجزاء من قاع البحر في مناطق ساحلية مختلفة. ^{[ 17 ]}^{[ 18 ]}^{[ 19 ]}

أمثلة على أنظمة قياس الأعماق التجارية بتقنية الليدار

تتوفر في الأسواق أنظمة قياس الأعماق بتقنية الليدار (LIDAR) متنوعة. من بين هذه الأنظمة، نظام المسح الهيدروغرافي الجوي التشغيلي بتقنية الليدار (SHOALS) ونظام قياس الأعماق الجوي بالليزر (LADS). طُوّر نظام SHOALS في البداية لمساعدة فيلق المهندسين بالجيش الأمريكي في عمليات مسح الأعماق، وذلك من قِبل شركة أوبتك في تسعينيات القرن الماضي. يعتمد نظام SHOALS على إرسال شعاع ليزر بطول موجي يتراوح بين 530 و532 نانومتر، من ارتفاع 200 متر تقريبًا وبسرعة 60 مترًا في الثانية في المتوسط. ^{[ 20 ]}

صور جوية عالية الدقة

التصوير الجوي عالي الدقة (HRO) هو عملية إنشاء صورة تجمع بين الخصائص الهندسية وخصائص الصور الفوتوغرافية. ينتج عن هذه العملية صورة جوية ، وهي صورة بمقياس رسم محدد تتضمن تصحيحات لإزاحة المعالم، مثل ميل المباني. تُجرى هذه التصحيحات باستخدام معادلة رياضية، ومعلومات حول معايرة المستشعر، وتطبيق نماذج الارتفاع الرقمية. ^{[ 21 ]}

يمكن إنشاء صورة متعامدة من خلال دمج عدد من الصور لنفس الهدف. يتم تصوير الهدف من زوايا مختلفة للسماح بإدراك الارتفاع والميل الحقيقيين للجسم. وهذا يمنح المشاهد تصورًا دقيقًا لمنطقة الهدف. ^{[ 21 ]}

تُستخدم الصور الجوية عالية الدقة حاليًا في "برنامج رسم الخرائط الأرضية"، الذي يهدف إلى "إنتاج بيانات طبوغرافية عالية الدقة من ولاية أوريغون إلى المكسيك". وستُستخدم هذه الصور لتوفير البيانات الفوتوغرافية لهذه المناطق. ^{[ 22 ]}

تاريخ

أُجريت أقدم قياسات معروفة للأعماق حوالي عام 1800 قبل الميلاد على يد المصريين القدماء باستخدام عصا للغوص. لاحقًا، استُخدم حبل مُثقّل، مع تحديد الأعماق على فترات منتظمة. عُرفت هذه العملية باسم "السبر". كانت كلتا الطريقتين محدودتين لكونهما قياسًا موضعيًا للأعماق، يُؤخذ عند نقطة محددة، وقد تُغفل بسهولة التغيرات الكبيرة في المنطقة المجاورة مباشرة. كما تأثرت الدقة بحركة المياه، إذ يمكن للتيارات المائية أن تُغيّر وضعية الحبل من الوضع الرأسي، مما يؤثر على كل من العمق والموقع. كانت هذه عملية شاقة وتستغرق وقتًا طويلًا، وتتأثر بشدة بالأحوال الجوية والبحرية. ^{[ 23 ]}

شهدت رحلة سفينة إتش إم إس تشالنجر في سبعينيات القرن التاسع عشر تحسينات ملحوظة، حيث استُخدمت أنظمة مماثلة تعتمد على الأسلاك والرافعة لقياس أعماق أكبر بكثير مما كان ممكنًا سابقًا، إلا أن هذه الطريقة ظلت تقتصر على قياس عمق واحد في كل مرة، مما يتطلب سرعة منخفضة جدًا لتحقيق الدقة. ^{[ 24 ]} أصبح من الممكن قياس أعماق أكبر باستخدام أسلاك مُثقّلة تُنشر وتُسحب بواسطة رافعات آلية. تميزت هذه الأسلاك بمقاومة أقل وتأثر أقل بالتيارات المائية، كما أنها لم تتمدد كثيرًا، وكانت قوية بما يكفي لتحمل وزنها حتى أعماق كبيرة. سمحت الرافعات بنشر الأسلاك وسحبها بسرعة أكبر، وهو أمر ضروري عند قياس أعماق تصل إلى عدة كيلومترات. استمر استخدام مسوحات سحب الأسلاك حتى تسعينيات القرن العشرين نظرًا لموثوقيتها ودقتها. تضمنت هذه الطريقة سحب كابل بواسطة قاربين، مدعومًا بعوامات ومُثقّلًا للحفاظ على عمق ثابت. كان السلك يعلق بالعوائق الأقل عمقًا من عمق الكابل. كان هذا مفيدًا جدًا في اكتشاف المخاطر الملاحية التي قد لا تُكتشف بواسطة قياس الأعماق، ولكنه كان يقتصر على الأعماق الضحلة نسبيًا. ^{[ 23 ]}

استُخدمت أجهزة قياس الأعماق بالصدى أحادية الحزمة في الفترة ما بين عشرينيات وثلاثينيات القرن العشرين لقياس المسافة إلى قاع البحر أسفل السفينة مباشرةً على مسافات متقاربة نسبيًا على طول مسارها. ومن خلال رسم خطوط متوازية تقريبًا، أمكن جمع نقاط البيانات بدقة أفضل، إلا أن هذه الطريقة تركت فجوات بين نقاط البيانات، لا سيما بين الخطوط. ^{[ 23 ]} بدأ رسم خرائط قاع البحر باستخدام الموجات الصوتية ، التي رُسمت على شكل خطوط تساوي العمق وخرائط طبوغرافية مبكرة لتضاريس الجرف القاري. وقد وفرت هذه الخرائط أول نظرة ثاقبة على مورفولوجيا قاع البحر، على الرغم من وقوع أخطاء بسبب دقة تحديد المواقع الأفقية وعدم دقة قياس الأعماق. طُوّر السونار الجانبي في الفترة ما بين خمسينيات وسبعينيات القرن العشرين، وكان بالإمكان استخدامه لإنشاء صورة للقاع، إلا أن هذه التقنية افتقرت إلى القدرة على قياس العمق مباشرةً عبر عرض المسح. في عام 1957، أنشأت ماري ثارب ، بالتعاون مع بروس تشارلز هيزن ، أول خريطة فيزيوجرافية ثلاثية الأبعاد لأحواض المحيطات في العالم. جاء اكتشاف ثارب في الوقت المناسب تمامًا، إذ كان واحدًا من بين العديد من الاكتشافات التي حدثت بالتزامن تقريبًا مع اختراع الحاسوب . وقد سهّلت الحواسيب، بقدرتها على معالجة كميات هائلة من البيانات، إجراء البحوث بشكل كبير، بما في ذلك بحوث محيطات العالم. كما أتاح تطوير أنظمة الحزم المتعددة الحصول على معلومات العمق عبر عرض مسار السونار، بدقة أعلى، ومع بيانات دقيقة للموقع والاتجاه للمحولات، أصبح من الممكن الحصول على قياسات متعددة عالية الدقة من مرور واحد. ^{[ 23 ]}

طوّر المكتب الأوقيانوغرافي التابع للبحرية الأمريكية نسخة سرية من تقنية السونار متعدد الحزم في ستينيات القرن الماضي. وحصلت الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) على نسخة تجارية غير سرية في أواخر سبعينيات القرن الماضي، ووضعت بروتوكولات ومعايير خاصة بها. وقد ساهمت البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام السونار متعدد الحزم بشكل كبير في زيادة فهمنا لقاع البحر. ^{[ 23 ]}

وفرت أقمار لاندسات الأمريكية في سبعينيات القرن الماضي، وأقمار سنتينل الأوروبية اللاحقة، طرقًا جديدة لاستخلاص معلومات قياس الأعماق من صور الأقمار الصناعية. تشمل هذه الطرق الاستفادة من اختلاف أعماق اختراق الضوء بتردداته المختلفة للماء. فعندما يكون الماء صافيًا وقاع البحر عاكسًا بدرجة كافية، يمكن تقدير العمق بقياس مقدار الانعكاس الذي يرصده القمر الصناعي، ثم نمذجة مدى اختراق الضوء في الظروف المعروفة. يُعد نظام مقياس الارتفاع الليزري الطبوغرافي المتقدم (ATLAS) على متن قمر ناسا الصناعي لقياس ارتفاع الجليد والسحب والأرض 2 (ICESat-2) نظام ليدار يعتمد على عد الفوتونات ، ويستخدم زمن عودة نبضات ضوء الليزر من سطح الأرض لحساب ارتفاع السطح. ويمكن دمج قياسات ICESat-2 مع بيانات السونار من السفن لسد الثغرات وتحسين دقة خرائط المياه الضحلة. ^{[ 25 ]}

استُخدمت تقنيات الاستشعار عن بُعد لرسم خرائط تضاريس قاع البحر في الجرف القاري، حيث طُبقت مجموعة متنوعة من الأساليب لتصوير هذه التضاريس. شملت الأساليب المبكرة خرائط التظليل، واعتمدت عمومًا على التفسير الشخصي لرسامي الخرائط للبيانات المحدودة المتاحة. وقد أنتجت أساليب رسم الخرائط الصوتية، المُطورة من صور السونار العسكرية، صورةً أكثر وضوحًا لقاع البحر. كما أتاح التطوير اللاحق لتقنية السونار الحصول على مزيد من التفاصيل ودقة أعلى، وتوفر تقنيات اختراق الأرض معلوماتٍ عما يقع أسفل سطح القاع. وقد ساهم جمع البيانات من الجو والأقمار الصناعية في تحقيق مزيد من التقدم في تصوير الأسطح تحت الماء: فالتصوير الجوي عالي الدقة والتصوير الجوي المُصحح للتضاريس أداةٌ فعالة لرسم خرائط المياه الضحلة الصافية على الجروف القارية، كما أن قياس الأعماق بالليزر المحمول جوًا، باستخدام نبضات الضوء المنعكسة، فعالٌ للغاية في هذه الظروف، ويمكن لأجهزة الاستشعار الفضائية فائقة الطيف ومتعددة الأطياف توفير تدفق شبه مستمر من المعلومات البيئية القاعية. وقد استُخدمت تقنيات الاستشعار عن بُعد لتطوير طرق جديدة لتصوير البيئات القاعية الديناميكية، بدءًا من السمات الجيومورفولوجية العامة وصولًا إلى التغطية البيولوجية. ^{[ 26 ]}

الرسوم البيانية

خريطة أعماق جبل كاما إيواكانالوا البحري (لويحي سابقًا) مع خطوط تساوي العمق

الخريطة الباثيمترية هي نوع من الخرائط متساوية القياس تُظهر تضاريس قاع المحيطات والبحار المغمورة وخصائصها الفيزيوغرافية. ^{[ 27 ]} ويتمثل غرضها الأساسي في توفير خطوط كونتورية تفصيلية لعمق تضاريس المحيط، بالإضافة إلى تحديد حجم وشكل وتوزيع المعالم تحت الماء.

تُظهر الخرائط الطبوغرافية الارتفاع فوق سطح الأرض ( التضاريس ) وتُكمّل الخرائط الباثيمترية. تُبرز الخرائط الباثيمترية العمق باستخدام سلسلة من الخطوط والنقاط على فترات متساوية، تُسمى خطوط الكنتور أو خطوط تساوي العمق (نوع من خطوط الكنتور ). يمكن أن يُشير شكل مغلق بداخله أشكال أصغر فأصغر إلى خندق محيطي أو جبل بحري، أو جبل تحت الماء، وذلك بحسب ما إذا كانت الأعماق تزداد أو تنقص باتجاه الداخل. ^{[ 28 ]}

ترتبط المسوحات والخرائط الباثيمترية بعلم المحيطات ، وخاصة الجيولوجيا البحرية ، والهندسة تحت الماء أو لأغراض متخصصة أخرى.

يمكن أيضًا تحويل بيانات قياس الأعماق المستخدمة لإنتاج المخططات إلى مقاطع عرضية لقياس الأعماق ، وهي عبارة عن مقاطع رأسية عبر معلم ما.

انظر أيضاً

التصنيف الصوتي لقاع البحر – تقسيم الصورة الصوتية لقاع البحر إلى كيانات أو فئات فيزيائية منفصلة
مقياس العمق – أداة لقياس عمق المياه
خريطة الأعماق - خريطة توضح التضاريس المغمورة للمسطحات المائية
ديناميكيات مورفولوجيا السواحل – تفاعل تضاريس قاع البحر على طول خط الساحل مع العمليات الهيدروديناميكية للسوائل
مقياس العمق – أداة تشير إلى العمق أسفل سطح مرجعي
خريطة الأعماق العامة للمحيطات – خريطة أعماق متاحة للجمهور لمحيطات العالم
نموذج التضاريس العالمي – نموذج لتضاريس الأرض يشمل الارتفاع والعمق تحت الماء
المسح الهيدروغرافي – علم قياس ووصف السمات التي تؤثر على الأنشطة البحرية
تضاريس سطح المحيط – شكل سطح المحيط بالنسبة إلى الجيود
قاع البحر – قاع المحيط
التضاريس – أبعاد وشكل أسطح الأرض
خط الانحدار - خط أدنى ارتفاع في مجرى مائي أو وادٍ

مراجع

↑ ( / bəˈθɪmətri / ; من اليونانية القديمة βαθύς ( Bathús ) ' عميق ' و μέτρον ( métron ) ' قياس ' ) βαθύς ، هنري جورج ليدل ، روبرت سكوت، معجم يوناني - إنجليزي ، على فرساوس
↑ μέτρον ، هنري جورج ليدل، روبرت سكوت، معجم يوناني إنجليزي ، عن بيرسيوس
↑ وولفل، أ.س.؛ سنايث، هـ.؛ أمير إبراهيمي، س.؛ وآخرون (2019). "رسم خرائط قاع البحر - تحدي قياس أعماق المحيطات على مستوى العالم" . مجلة فرونتيرز إن مارين ساينس . 6 : 283. Bibcode : 2019FrMaS...6..283W . doi : 10.3389/fmars.2019.00283 .
↑ "كيف تُستخدم بيانات قياس الأعماق؟" . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 ديسمبر 2024 .
↑ جونز، إي جيه دبليو (1999). الجيوفيزياء البحرية . نيويورك: وايلي.
↑ جيوفاني كوكو، زد. تشو، بي. فان مانين، إم. أولابارييتا ، آر. تينوكو، آي. تاونيند. ديناميكيات مورفولوجيا الشبكات المدية: التطورات والتحديات. مجلة الجيولوجيا البحرية. 1 ديسمبر 2013.
↑ ساندويل، دي تي؛ سميث، دبليو إتش إف (7 يوليو 2006). "استكشاف أحواض المحيطات باستخدام بيانات مقياس الارتفاع بالأقمار الصناعية" . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي/المركز الوطني للبيانات الجيولوجية. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 1997. تم الاطلاع عليه في 21 أبريل 2007 .
↑ شاريت، ماثيو أ.؛ سميث، والتر إتش إف (يونيو 2010). "حجم محيط الأرض" . علم المحيطات . 23 (2): 112-114 . Bibcode : 2010Ocgpy..23b.112C . doi : 10.5670/oceanog.2010.51 . hdl : 1912/3862 .
↑ محسوب باستخدام شبكة GEBCO_2019. (مايو 2020). "خرائط مقارنة أعماق OER للمنطقة الاقتصادية الخالصة" (ملف PDF) . مكتب استكشاف وبحوث المحيطات التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم الاطلاع عليه في 19 سبتمبر 2025 .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )
1 2 أودري، فورلونغ (7 نوفمبر 2018). "وكالة الاستخبارات الجغرافية المكانية الوطنية تشرح: ما هي الهيدروغرافيا؟" . وكالة الاستخبارات الجغرافية المكانية الوطنية عبر يوتيوب .
↑ أولسن، آر سي (2007)، الاستشعار عن بعد من الجو والفضاء (ملف PDF) ، SPIE، رقم ISBN 978-0-8194-6235-0
↑ ثورمان، إتش في (1997)، مدخل إلى علم المحيطات ، نيو جيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية: برنتيس هول كوليدج، رقم ISBN 0-13-262072-3
↑ "قياس الأعماق والإغاثة العالمية" . www.ngdc.noaa.gov . المراكز الوطنية للمعلومات البيئية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يوليو 2022 .
↑ "نماذج ارتفاع السواحل" . www.ngdc.noaa.gov . المراكز الوطنية للمعلومات البيئية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. 15 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يوليو 2022 .
1 2 3 4 5 تشارلز دبليو. فينكل، محرر، 2016، رسم خرائط قاع البحر على طول الجروف القارية: البحوث والتقنيات لتصوير البيئات القاعية. طبعة موارد الإنترنت. المجلد 13. الصفحات 31-35
1 2 الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) (15 أبريل 2020). "ما هو نظام LIDAR؟" . الخدمة الوطنية للمحيطات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يونيو 2020 .
↑ بروك وبوركس (2009). "الدور الناشئ للاستشعار عن بعد بتقنية الليدار في البحوث الساحلية وإدارة الموارد". في: بروك ج، بوركس س (محرران). "التطبيقات الساحلية لليدار المحمول جواً". مجلة البحوث الساحلية ، العدد الخاص رقم 53: ص 1-5
↑ بوكاتا وآخرون (1995) الخصائص البصرية والاستشعار عن بعد للمياه الداخلية والساحلية. مطبعة سي آر سي، بوكا راتون، ص 365
↑ ديروند وآخرون (2008). "رصد ديناميكيات الرواسب على طول شاطئ رملي باستخدام الاستشعار عن بعد فائق الطيف المحمول جواً وتقنية الليدار: دراسة حالة في بلجيكا". عمليات سطح الأرض 33: ص 280-294
↑ تشارلز دبليو. فينكل، محرر، 2016، رسم خرائط قاع البحر على طول الجروف القارية: البحوث والتقنيات لتصوير البيئات القاعية. طبعة موارد الإنترنت. المجلد 13. ص 23
١ ٢ هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، تاريخ آخر تعديل ٢٠١٥، صور جوية عالية الدقة (HRO) ، https://lta.cr.usgs.gov/high_res_ortho
↑ مجلس حماية المحيطات بولاية كاليفورنيا، 2009، رسم خرائط موارد كاليفورنيا ، http://www.opc.ca.gov/2009/12/mapping/
1 2 3 4 5 "الحدود تحت الماء: تاريخ موجز لرسم خرائط قاع البحر" . www.arcgis.com . المركز الوطني للمعلومات البيئية (NCEI) . تاريخ الاسترجاع: 8 يوليو 2022 .
↑ وولفل، آن-كاثرين؛ سنايث، هيلين؛ أمير إبراهيمي، سام؛ ديفي، كولين دبليو؛ دورشل، بوريس؛ فيريني، فيكي؛ هوفين، فيرلي إيه آي؛ جاكوبسون، مارتن؛ جينكس، جينيفر؛ جونستون، جوردون؛ لامارش، جوفري؛ ماير، لاري؛ ميلار، ديفيد؛ بيدرسن، تيرجي هاجا؛ بيكارد، كيم؛ ريتز، أنيا؛ شميت، تييري؛ فيسبك، مارتن؛ ويذرال، بولين؛ ويجلي، روشيل (2019). "رسم خرائط قاع البحر - تحدي قياس أعماق المحيطات على مستوى العالم" . مجلة فرونتيرز إن مارين ساينس . 6 : 283. Bibcode : 2019FrMaS...6..283W . doi : 10.3389/fmars.2019.00283 . ISSN 2296-7745 .
↑ كارلوفيتش، مايكل (2020). "استكشاف قاع البحر بالضوء" . earthobservatory.nasa.gov . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يوليو 2022 .
↑ فينكل، تشارلز و.؛ ماكوفسكي، كريستوفر، محرران. (2016). رسم خرائط قاع البحر على طول الجروف القارية: أبحاث وتقنيات لتصوير البيئات القاعية . مكتبة أبحاث السواحل. المجلد 13 ( إصدار مورد الإنترنت). الصفحات 3-53 . doi : 10.1007/978-3-319-25121-9 . ISBN 978-3-319-25121-9ISSN 2211-0585 . S2CID 132980629 .
↑ "خريطة الأعماق" . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليها بتاريخ 17-12-2019 .
↑ "قياس الأعماق" . الجمعية الجغرافية الوطنية . 24 مارس 2011. مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه في 17 ديسمبر 2019 .

روابط خارجية

[1] ( / bəˈθɪmətri / ; من اليونانية القديمة βαθύς ( Bathús ) ' عميق ' و μέτρον ( métron ) ' قياس ' ) βαθύς ، هنري جورج ليدل ، روبرت سكوت، معجم يوناني - إنجليزي ، على فرساوس

[2] μέτρον ، هنري جورج ليدل، روبرت سكوت، معجم يوناني إنجليزي ، عن بيرسيوس

[wolfl2019-3] وولفل، أ.س.؛ سنايث، هـ.؛ أمير إبراهيمي، س.؛ وآخرون (2019). "رسم خرائط قاع البحر - تحدي قياس أعماق المحيطات على مستوى العالم" . مجلة فرونتيرز إن مارين ساينس . 6 : 283. Bibcode : 2019FrMaS...6..283W . doi : 10.3389/fmars.2019.00283 .

[4] "كيف تُستخدم بيانات قياس الأعماق؟" . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 16 ديسمبر 2024 .

[5] جونز، إي جيه دبليو (1999). الجيوفيزياء البحرية . نيويورك: وايلي.

[6] جيوفاني كوكو، زد. تشو، بي. فان مانين، إم. أولابارييتا ، آر. تينوكو، آي. تاونيند. ديناميكيات مورفولوجيا الشبكات المدية: التطورات والتحديات. مجلة الجيولوجيا البحرية. 1 ديسمبر 2013.

[Seabed_ngdc2006-7] ساندويل، دي تي؛ سميث، دبليو إتش إف (7 يوليو 2006). "استكشاف أحواض المحيطات باستخدام بيانات مقياس الارتفاع بالأقمار الصناعية" . الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي/المركز الوطني للبيانات الجيولوجية. مؤرشف من الأصل في 13 مايو 1997. تم الاطلاع عليه في 21 أبريل 2007 .

[Seabed_ocean23_2_112-8] شاريت، ماثيو أ.؛ سميث، والتر إتش إف (يونيو 2010). "حجم محيط الأرض" . علم المحيطات . 23 (2): 112-114 . Bibcode : 2010Ocgpy..23b.112C . doi : 10.5670/oceanog.2010.51 . hdl : 1912/3862 .

[Seabed_k870-9] محسوب باستخدام شبكة GEBCO_2019. (مايو 2020). "خرائط مقارنة أعماق OER للمنطقة الاقتصادية الخالصة" (ملف PDF) . مكتب استكشاف وبحوث المحيطات التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم الاطلاع عليه في 19 سبتمبر 2025 .{{cite web}}: صيانة CS1: الأسماء الرقمية: قائمة المؤلفين ( رابط )

[NGA-10] 1 2 أودري، فورلونغ (7 نوفمبر 2018). "وكالة الاستخبارات الجغرافية المكانية الوطنية تشرح: ما هي الهيدروغرافيا؟" . وكالة الاستخبارات الجغرافية المكانية الوطنية عبر يوتيوب .

[Olsen-11] أولسن، آر سي (2007)، الاستشعار عن بعد من الجو والفضاء (ملف PDF) ، SPIE، رقم ISBN 978-0-8194-6235-0

[Thurman-12] ثورمان، إتش في (1997)، مدخل إلى علم المحيطات ، نيو جيرسي، الولايات المتحدة الأمريكية: برنتيس هول كوليدج، رقم ISBN 0-13-262072-3

[13] "قياس الأعماق والإغاثة العالمية" . www.ngdc.noaa.gov . المراكز الوطنية للمعلومات البيئية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يوليو 2022 .

[14] "نماذج ارتفاع السواحل" . www.ngdc.noaa.gov . المراكز الوطنية للمعلومات البيئية التابعة للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي. 15 سبتمبر 2020. تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يوليو 2022 .

[F2-15] 1 2 3 4 5 تشارلز دبليو. فينكل، محرر، 2016، رسم خرائط قاع البحر على طول الجروف القارية: البحوث والتقنيات لتصوير البيئات القاعية. طبعة موارد الإنترنت. المجلد 13. الصفحات 31-35

[noaa-16] 1 2 الإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي (NOAA) (15 أبريل 2020). "ما هو نظام LIDAR؟" . الخدمة الوطنية للمحيطات . تم الاطلاع عليه بتاريخ 21 يونيو 2020 .

[17] بروك وبوركس (2009). "الدور الناشئ للاستشعار عن بعد بتقنية الليدار في البحوث الساحلية وإدارة الموارد". في: بروك ج، بوركس س (محرران). "التطبيقات الساحلية لليدار المحمول جواً". مجلة البحوث الساحلية ، العدد الخاص رقم 53: ص 1-5

[18] بوكاتا وآخرون (1995) الخصائص البصرية والاستشعار عن بعد للمياه الداخلية والساحلية. مطبعة سي آر سي، بوكا راتون، ص 365

[19] ديروند وآخرون (2008). "رصد ديناميكيات الرواسب على طول شاطئ رملي باستخدام الاستشعار عن بعد فائق الطيف المحمول جواً وتقنية الليدار: دراسة حالة في بلجيكا". عمليات سطح الأرض 33: ص 280-294

[20] تشارلز دبليو. فينكل، محرر، 2016، رسم خرائط قاع البحر على طول الجروف القارية: البحوث والتقنيات لتصوير البيئات القاعية. طبعة موارد الإنترنت. المجلد 13. ص 23

[r7-21] ١ ٢ هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية، تاريخ آخر تعديل ٢٠١٥، صور جوية عالية الدقة (HRO) ، https://lta.cr.usgs.gov/high_res_ortho

[22] مجلس حماية المحيطات بولاية كاليفورنيا، 2009، رسم خرائط موارد كاليفورنيا ، http://www.opc.ca.gov/2009/12/mapping/

[Arcgis-23] 1 2 3 4 5 "الحدود تحت الماء: تاريخ موجز لرسم خرائط قاع البحر" . www.arcgis.com . المركز الوطني للمعلومات البيئية (NCEI) . تاريخ الاسترجاع: 8 يوليو 2022 .

[Wölfl_et_al_2019-24] وولفل، آن-كاثرين؛ سنايث، هيلين؛ أمير إبراهيمي، سام؛ ديفي، كولين دبليو؛ دورشل، بوريس؛ فيريني، فيكي؛ هوفين، فيرلي إيه آي؛ جاكوبسون، مارتن؛ جينكس، جينيفر؛ جونستون، جوردون؛ لامارش، جوفري؛ ماير، لاري؛ ميلار، ديفيد؛ بيدرسن، تيرجي هاجا؛ بيكارد، كيم؛ ريتز، أنيا؛ شميت، تييري؛ فيسبك، مارتن؛ ويذرال، بولين؛ ويجلي، روشيل (2019). "رسم خرائط قاع البحر - تحدي قياس أعماق المحيطات على مستوى العالم" . مجلة فرونتيرز إن مارين ساينس . 6 : 283. Bibcode : 2019FrMaS...6..283W . doi : 10.3389/fmars.2019.00283 . ISSN 2296-7745 .

[EO_2020-25] كارلوفيتش، مايكل (2020). "استكشاف قاع البحر بالضوء" . earthobservatory.nasa.gov . ناسا . تم الاطلاع عليه بتاريخ 8 يوليو 2022 .

[Finkl_and_Makowski_2016-26] فينكل، تشارلز و.؛ ماكوفسكي، كريستوفر، محرران. (2016). رسم خرائط قاع البحر على طول الجروف القارية: أبحاث وتقنيات لتصوير البيئات القاعية . مكتبة أبحاث السواحل. المجلد 13 ( إصدار مورد الإنترنت). الصفحات 3-53 . doi : 10.1007/978-3-319-25121-9 . ISBN 978-3-319-25121-9ISSN 2211-0585 . S2CID 132980629 .

[27] "خريطة الأعماق" . موسوعة بريتانيكا . تم الاطلاع عليها بتاريخ 17-12-2019 .

[28] "قياس الأعماق" . الجمعية الجغرافية الوطنية . 24 مارس 2011. مؤرشف من الأصل في 5 أبريل 2022. تم الاطلاع عليه في 17 ديسمبر 2019 .

[ 1 ]

[ 2 ]

[ 3 ]

[ 4 ]

،

[ 6 ]

[ 7 ]

[ 8 ]

[ 9 ]

[ 10 ]

[ 11 ]

[

[

[

[ 15 ]

[ 16 ]

[ 17 ]

[ 18 ]

[ 19 ]

[ 20 ]

[ 21 ]

[ 22 ]

[ 23 ]

[ 24 ]

[ 25 ]

[ 26 ]

[ 27 ]

[ 28 ]

اللغة	العربية (RTL)
روابط موسوعية	30 رابطاً
المصدر الأصلي	ويكيبيديا ↗