Дистанционный способ определения относительной прозрачности воды

(19) ПИ ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ У СВИДЕТЕЛЬСТВ К АВТОР 57) Изобретен сследования г осится к област зических характеь изобретения - сти и удешевление Для этого в водрофЦел тивн ений У 41ромето1.Г.Слу ристик водоемо повышение опер стоимости изме бъедиа етельство СССР 0 21/41, 1983. ельство СССР С 11/00, 1982. изободы,учей ОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ ССС ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫ,(56) Авторское свидЯф 1133509, кл. С 0Авторское свидеВ 1121584, кл. С 0 ДИСТАНЦИОННЫЙ СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕ- ТНОСИТЕЛЬНОЙ ПРОЗРАЧНОСТИ ВОДЫ 594 С 01 И 21 41 С 01 доем сбрасывают с летательного аппарата поплавки с.подвешенными к нимна заданной глубине объектами, осуществляют маршрутную аэрофотосъемку,измеряют на негативах плотностиражения объектов и поверхности ввычисляют на каждом снимке ход лв толще воды от объекта к поверхности водоема и по полученным данным находят прозрачность воды, 2 ил1 13505Изобретение относится к областиисследования гидрофизических характеристик водоемов дистанционными методами в оптическом диапазоне длинволн с различных летательных аппаратов,Целью изобретения является повышение оперативности и удешевление стоимости измерений.На фиг,1 представлена схема проведения измерений; на Фиг.2 - зависимость для определения относительнойпрозрачности среды,На схеме (фиг.1) использованы следующие обозначения: О 0 - два положения объектива аэрофотоаппарата(АФА) при выполнении маршрутной съемки; Р, Р - два последовательныхаэроснимка; Г - фокусное расстояниеАФА; А - положение поплавка на поверхности воды,1 А - фотографируемыйподводный объект (пятно красителя);Ь - глубина погружения красителя;а а - точки изображения красителяна аэрофотоснимках; г - радиус-вектор точки а 1 - длина хода луча втолще воды; , 1 - угол падения ипреломления оптического луча.Фотографируемый объект на первомснимке изображается в главной точкеснимка О, . В этой формуле предполагается,что Вв не зависит от.По аэронегативам можно определить З 0 зависимость яркости поверхности водыот еСравним оптические плотности изображения поверхности моря в центрекадра и в интересующей нас точке 35 В,(В) Сову В0(о)р 1 яф От угла(=агс гц) (Фиг.1) зависит длина пути 1, который луч,идущий от яркого объекта, проходитв толще воды,62 2яркость этого же объекта В (Ь) принаблюдении в надир;,В е (1) 10ЬВ(Ь) 10 в(1) =в(Ь) 10 ( " . (3)На яркость подводного объекта накладывается яркость Вв, т,е. яркость света, отраженного поверхностью моря и рассеянного в толще воды,По аэронегативам можно измерить разность оптических плотностей дЭ изображений подводного объекта Р и поверхности моря Э (вблизи объекта)дую=в - РвНа линейном участке характеристики аэропленки дП В +В уЕ В, ф где- коэффициент контрастности,С учетом формулы (3) получаем(1)Сояугол преломлениянаходится из 10закона преломления181 п=- Бщб = (2)пЕ0где и - показатель преломления воды.В толще воды интенсивность параллельного пучка света ослабляется позаконуТ=10где Т - коэффициент направленного пропускания; ) - толщина слоя воды;с - общий показатель ослабления, равный сумме показателей поглощения и рассеяния и связанный с относительной прозрачностью 6 воды соотношениемс = -1 п 8,Поэтому при наблюдении с самолета под угломк вертикали яркость подводного объекта В, (1) меньше, чем Множитель Созучитывает ослабле-ние света в объективе АФА. Отсюда1350562 рез у, тогдау = сопзг - с 1. (8)Если построить график зависимости5 ( от 1 то по тангенсу угла наклона прямой можно определить с, а следовательно, и относительную прозрачность воды Ц .1 ОП р и и е р. В качестве подводного объекта использовалось окрашенное раствором флюоресцеина пятно воды. Для чего с самолета сбрасывались поплавки, состоящие из поверхностного 5 пенопластового поплавка и подвешенных к ним на нитях известной длины грузиков с пакетами уранина (натриевой соли флюоресцеина). Пакеты с уранином крепились как к пенопласту, так и к гру зику, Таким образом, поплавком создавались два окрашенных пятна: одно - на поверхности, другое - в толще воды. Первое помогало самолету выйти в точку съемки, а также нахождению в 25 дальнейшем поплавка на аэроснимках, второе - непосредственно для решения задачи.Крепление пакетов с красителем к верхней и нижней частям поплавков не всегда удачно, так как при изображении поплавков в центре кадра обе точки отдачи красителя могут совпасть, Поэтому удобнее применять рабочие поплавки только с подводными пакетами35 красителя, а вспомогательные - только для маркировки водной поверхности. При сбросе их можно чередовать.Конструкция пакетов с красителем аналогична конструкции известных поп лавков для съемок морских течений. После сброса с самолета поплавки Фотографировались вне зоны блика через Фильтр ЗСна пленку АС. При измерениях на негативах в качестве подводного объекта принималась наиболее4 яркая (плотная) часть шлейфа красителя, которая соответствовала точке отдачи красителя.Плотности аэронегативов Р измерялись на микрофотометре М Расстояния 1 вычислялись по фор .( 1) с использованием Й и г , из ных по аэронегативам, Результат работки сведены в таблицу.Из фиг.2 видно, что экспериментальные точки хорошо ложатся на пряражения стояние от иза центра негати ясное расстоя г аэрофо Г -фо ппарата;азатель прелльную функци ения воды,по фор п и вспомогатмуле- (-у=1 В 10 ВвЯ..Я 22где- коэффициент контрастностипроявленной аэрофотопленки.5 по полученным не менее чем двум значениям величин у у и 1, 1 строят график зависимости у от 1, по тангенсу угла наклона которого определяют относительную прозрачность воды д поотношению Ъ+ь Ф.муле мерен ы об 6=. 10 г е Обозначим 18(10 - , - -1)+1 дК(3) чеАР 3Показатель ослабления морской води в данном случае с=0,28 м(в зеленой области спектра) и 9 =533,Формула изобретения Дистанционный способ определения относительной прозрачности воды в водоемах, включающий аэрофотосъемку, отличающийся тем, что, с целью повьппения оперативности и удешевления стоимости измерений, перед аэрофотосъемкой с летательного аппарата сбрасывают поплавок с подвешенным к нему на шнуре длиной Ь пакетом люминисцирующего красителя, осуществляют аэрофотосъемку пакета не менее чем с двух различных точек, измеряют на полученных негативах плотность изображения подводного объекта со слоем воды Р, плотность изображения поверхности воды 0 вблизи объекта и в центре кадра Оавыао числяют на каждом аэрофотоснимке длину пути 1 луча от пакета к поверхности водоема по формуле тангенс угла накло 1 на зависимости у от 1 и одновременно величина показателя ослабления воды.-О,-рф оставитель С.Голубевехред Л.Сердюкова Редактор Л.Гратилл рректор И.Му Заказ 5278/43 Тирак 776 ВНИИПИ Государственного комитета по делам изобретений и открыти 113035, Москва, Ж, Раушская наб