Bathymetrie des Meeresbodens mit Land (schwarz), Kontinentalschelfen und ozeanischen Plateaus (rot), den mittelozeanischen Rücken (gelbgrün) und den Tiefseeebenen (blau bis violett)
Die Animation zeigt Meeresböden und -gebirgsstrukturen. Kontinentalschelfe sind meist ab einer Tiefe von 140 Metern erkennbar, mittelozeanische Rücken ab 3000 Metern und Tiefseegräben ab einer Tiefe von über 6000 Metern.
Eine von der NASA aufgenommene Karte des Meeresbodens

Bathymetrie [ 1 ] [ 2 ] ( /bəˈθɪmətɹi/ ) ist die Lehre von der Wassertiefe unter Wasser, z. B. von Meeresböden ( Meeresbodentopographie ), Flussböden oder Seeböden. Anders ausgedrückt: Bathymetrie ist das Unterwasseräquivalent zur Hypsometrie oder Topographie . Die ersten schriftlichen Belege für Wassertiefenmessungen stammen aus dem Alten Ägypten vor über 3000 Jahren. [ 3 ] Die Bathymetrie hat vielfältige Anwendungsgebiete, darunter die Erstellung bathymetrischer Karten zur Navigation von Schiffen und zur Identifizierung von Unterwassergefahren, die Erforschung des Meereslebens in Bodennähe , die Küstenlinienanalyse und die Ozeandynamik , einschließlich der Vorhersage von Strömungen und Gezeiten. [ 4 ]

Bathymetrische Karten (nicht zu verwechseln mit hydrographischen Karten ) dienen in der Regel der Sicherheit der Navigation über und unter Wasser. Sie zeigen üblicherweise das Relief des Meeresbodens oder das Gelände als Tiefenlinien (auch Tiefenlinien oder Isobathen genannt ) und ausgewählte Tiefen ( Lotungen ) und liefern in der Regel auch Navigationsinformationen für die Oberfläche . Bathymetrische Karten (ein allgemeinerer Begriff, wenn die Navigationssicherheit keine Rolle spielt) können auch ein digitales Geländemodell und künstliche Beleuchtungstechniken verwenden, um die dargestellten Tiefen zu veranschaulichen. Die globale Bathymetrie wird mitunter mit topographischen Daten kombiniert, um ein globales Reliefmodell zu erstellen . Die Paläobathymetrie ist die Erforschung vergangener Unterwassertiefen.

Synonyme sind Meeresbodenkartierung , Meeresbodenbildgebung und Meeresbodenabbildung . Bathymetrische Messungen werden mit verschiedenen Methoden durchgeführt, von Tiefenlotung , Sonar- und Lidarverfahren bis hin zu Bojen und Satellitenaltimetrie . Jede Methode hat ihre Vor- und Nachteile, und die gewählte Methode hängt vom Umfang des Untersuchungsgebiets, den finanziellen Mitteln, der gewünschten Messgenauigkeit und weiteren Variablen ab. Trotz moderner computergestützter Forschung ist der Meeresboden vielerorts weniger gut vermessen als die Topographie des Mars . [ 5 ]

Meeresbodentopographie

Weltkarte mit Ozeantopographie

Die Topographie des Meeresbodens (auch Ozean- oder Meerestopographie genannt) beschreibt die Form der Landmassen ( Topographie ) an der Grenze zum Meer. Diese Formen sind entlang der Küsten deutlich erkennbar, treten aber auch unter Wasser in erheblichem Maße auf. Die Effektivität mariner Lebensräume wird teilweise durch diese Formen bestimmt, unter anderem durch deren Wechselwirkung mit und Beeinflussung von Meeresströmungen sowie durch die Abnahme des Sonnenlichts in zunehmender Wassertiefe. Gezeitensysteme hängen vom Gleichgewicht zwischen Sedimentationsprozessen und Hydrodynamik ab; anthropogene Einflüsse können das natürliche System jedoch stärker beeinträchtigen als jeder physikalische Faktor. [ 6 ]

Die marine Topographie umfasst Küsten- und Meeresformen, von Küstenmündungen und Uferlinien bis hin zu Kontinentalschelfen und Korallenriffen . Weiter draußen im offenen Ozean finden sich Unterwasser- und Tiefseeformen wie Meeresrücken und Seeberge . Die Unterwasseroberfläche weist gebirgige Strukturen auf, darunter ein weltumspannendes mittelozeanisches Rückensystem sowie Unterwasservulkane [ 7 ] , Tiefseegräben , submarine Canyons , ozeanische Plateaus und Tiefseeebenen .

Die Masse der Ozeane beträgt ungefähr 1,35 × 1018  Tonnen , das entspricht etwa 1/4400 der Gesamtmasse der Erde. Die Ozeane bedecken eine Fläche von 3,618 × 10¹² Hektar.8  km²mit einer mittleren Tiefe von 3.682 m, was zu einem geschätzten Volumen von 1,332 × 10³ führt .9  km³ . [ 8 ]​

Tiefenbereich (Meter) [ 9 ]Meeresbodenfläche ( km² ) Meeresbodenanteil
0 – 20026.402.0007,30 %
201 – 100015.848.0004,38 %
1001 – 4000127.423.00035,22 %
4001 – 6000188.395.00052,08 %
6001 – 70003.207.0000,89 %
7001 – 8000320.0000,09 %
8001 – 9000111.0000,03 %
9000 – 10.00037.0000,01 %
10.000 +2.000< 0,01 %

Messung

Erste gedruckte Karte der ozeanischen Bathymetrie, veröffentlicht von Matthew Fontaine Maury mit Daten der USS Dolphin (1853)

Ursprünglich umfasste die Bathymetrie die Messung der Meerestiefe durch Tiefenlotung . Frühe Verfahren nutzten dafür ein vorab abgemessenes, schweres Seil oder Kabel, das über die Bordwand eines Schiffes herabgelassen wurde. [ 10 ] Diese Technik misst die Tiefe jeweils nur an einem Punkt und ist daher weniger effizient als andere Methoden. Sie ist zudem anfällig für Schiffsbewegungen und Strömungen, die das Seil aus der geraden Linie verschieben, und liefert daher auch ungenauere Ergebnisse.

Die Daten für bathymetrische Karten stammen heute typischerweise von Echoloten ( Sonar ), die unter oder über der Bordwand eines Bootes montiert sind und einen Schallstrahl zum Meeresboden aussenden, oder von LIDAR- oder LADAR-Systemen zur Fernerkundung . [ 11 ] Die Laufzeit des Schalls oder Lichts durch das Wasser, die Reflexion am Meeresboden und die Rückkehr zum Echolot liefern dem Gerät die Information über die Entfernung zum Meeresboden. LIDAR/LADAR-Vermessungen werden üblicherweise mit flugzeuggestützten Systemen durchgeführt.

Die Topographie des Meeresbodens in der Nähe des Puerto-Rico-Grabens
Heutige Bathymetrie (und Altimetrie ) der Erde . Daten aus dem TerrainBase Digital Terrain Model der National Centers for Environmental Information .

Seit den frühen 1930er Jahren wurden Einzelstrahl-Echolote zur Erstellung bathymetrischer Karten eingesetzt. Heute kommen typischerweise Fächerecholote (MBES) zum Einsatz, die Hunderte von sehr schmalen, nebeneinanderliegenden Strahlen (typischerweise 256) verwenden, die fächerförmig mit einem Winkel von in der Regel 90 bis 170 Grad angeordnet sind. Die dicht gepackte Anordnung der einzelnen schmalen Strahlen ermöglicht eine sehr hohe Winkelauflösung und Genauigkeit. Im Allgemeinen erlaubt ein breiter, tiefenabhängiger Erfassungsbereich einem Boot, in kürzerer Zeit mehr Meeresboden zu kartieren als mit einem Einzelstrahl-Echolot, da weniger Überfahrten nötig sind. Die Strahlen werden mehrmals pro Sekunde aktualisiert (typischerweise 0,1–50 Hz, abhängig von der Wassertiefe), was eine höhere Bootsgeschwindigkeit bei gleichzeitig vollständiger Abdeckung des Meeresbodens ermöglicht. Lagesensoren korrigieren die Roll- und Stampfbewegungen des Bootes auf der Wasseroberfläche, und ein Kreiselkompass liefert präzise Kursinformationen zur Korrektur der Gierbewegung . (Die meisten modernen MBES-Systeme verwenden ein integriertes Bewegungs- und Positionssensorsystem, das neben anderen dynamischen Parametern und der Position auch die Gierbewegung misst.) Ein satellitengestütztes globales Navigationssystem positioniert die Sondierungspunkte relativ zur Erdoberfläche. Schallgeschwindigkeitsprofile (Schallgeschwindigkeit im Wasser in Abhängigkeit von der Tiefe) der Wassersäule korrigieren die Brechung bzw. Ablenkung der Schallwellen aufgrund ungleichmäßiger Eigenschaften der Wassersäule wie Temperatur, Leitfähigkeit und Druck. Ein Computersystem verarbeitet alle Daten und korrigiert dabei alle oben genannten Faktoren sowie den Winkel jedes einzelnen Schallstrahls. Die resultierenden Sondierungsmessungen werden anschließend manuell, halbautomatisch oder (in begrenzten Fällen) automatisch verarbeitet, um eine Karte des Gebiets zu erstellen. Seit 2010 werden verschiedene Ausgabedaten generiert, darunter eine Teilmenge der ursprünglichen Messungen, die bestimmte Bedingungen erfüllen (z. B. die repräsentativsten Sondierungen, die flachsten in einer Region usw.) oder integrierte digitale Geländemodelle (DGM) (z. B. ein regelmäßiges oder unregelmäßiges Raster von Punkten, die zu einer Oberfläche verbunden sind). Historisch gesehen war die Auswahl von Messungen in hydrographischen Anwendungen üblicher, während die Erstellung von digitalen Geländemodellen (DTMs) für Ingenieurvermessungen, Geologie, Strömungsmodellierung usw. verwendet wurde. Seit ca. 2003–2005 haben sich DTMs in der hydrographischen Praxis stärker durchgesetzt.

Satelliten werden auch zur Bathymetrie-Messung eingesetzt. Satellitenradar kartiert die Tiefseetopographie, indem es die geringfügigen Meeresspiegelschwankungen erfasst, die durch die Gravitationskraft von Unterwasserbergen , -rücken und anderen Massen verursacht werden. Im Durchschnitt ist der Meeresspiegel über Bergen und -rücken höher als über Tiefseeebenen und -gräben . [ 12 ]

In den Vereinigten Staaten führt das United States Army Corps of Engineers die meisten Vermessungen schiffbarer Binnenwasserstraßen durch oder gibt sie in Auftrag, während die National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) diese Aufgabe für Meereswasserstraßen übernimmt. Küstenbathymetriedaten sind beim National Geophysical Data Center (NGDC) der NOAA verfügbar [ 13 ] , das mittlerweile in die National Centers for Environmental Information (NCEI) integriert ist . Bathymetrische Daten beziehen sich üblicherweise auf Gezeitenhöhenbezugssysteme [ 14 ] . Für Tiefwasserbathymetrie ist dies typischerweise der mittlere Meeresspiegel (MSL), aber die meisten Daten für die Seekartenerstellung beziehen sich in amerikanischen Vermessungen auf den mittleren Niedrigwasserstand (MLLW) und in anderen Ländern auf den niedrigsten astronomischen Gezeitenstand (LAT). In der Praxis werden je nach Ort und Gezeitenregime viele weitere Bezugssysteme verwendet.

Berufe und Karrieren im Bereich der Bathymetrie umfassen die Erforschung der Ozeane, der Gesteine ​​und Mineralien am Meeresboden sowie die Untersuchung von Unterwasserbeben und -vulkanen . Die Durchführung und Analyse bathymetrischer Messungen ist ein Kerngebiet der modernen Hydrographie und ein grundlegender Bestandteil für den sicheren weltweiten Gütertransport. [ 10 ]

STL-3D-Modell der Erde ohne flüssiges Wasser mit 20-facher Höhenübertreibung

Satellitenbilder

Eine weitere Methode zur Kartierung des Meeresbodens ist der Einsatz von Satelliten. Die Satelliten sind mit hyperspektralen und multispektralen Sensoren ausgestattet, die kontinuierlich Bilder von Küstengebieten liefern und somit eine praktikablere Methode zur Visualisierung des Meeresbodens darstellen. [ 15 ]

Hyperspektrale Sensoren

Die von hyperspektralen (HS) Sensoren erzeugten Datensätze umfassen typischerweise 100 bis 200 Spektralbänder mit Bandbreiten von etwa 5–10 nm. Hyperspektrale Sensorik, auch bildgebende Spektroskopie genannt, kombiniert kontinuierliche Fernerkundung mit Spektroskopie und erzeugt so einen einzigen Datensatz. [ 15 ] Zwei Beispiele für diese Art der Sensorik sind AVIRIS ( Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer ) und HYPERION.

Die Anwendung von HS-Sensoren zur Abbildung des Meeresbodens dient der Erfassung und Überwachung von Chlorophyll , Phytoplankton , Salzgehalt , Wasserqualität, gelösten organischen Stoffen und Schwebstoffen . Dies ermöglicht jedoch keine aussagekräftige visuelle Interpretation von Küstenumgebungen. [ 15 ]

Multispektrale Sensoren

Die andere Methode der Satellitenbildgebung, die Multispektralbildgebung (MS), neigt dazu, das EM-Spektrum in eine kleine Anzahl von Bändern zu unterteilen, im Gegensatz zu ihren hyperspektralen Pendants, die eine viel größere Anzahl von Spektralbändern erfassen können.

Die MS-Sensorik wird aufgrund ihrer geringeren Anzahl an Spektralbändern mit relativ großen Bandbreiten häufiger zur Kartierung des Meeresbodens eingesetzt. Die größeren Bandbreiten ermöglichen eine größere spektrale Abdeckung, was für die visuelle Erkennung mariner Strukturen und die allgemeine spektrale Auflösung der aufgenommenen Bilder entscheidend ist. [ 15 ]

Luftgestützte Laserbathymetrie

Hochauflösende luftgestützte Laserbathymetrie (ALB) ist ein modernes, hochtechnisches Verfahren zur Kartierung des Meeresbodens. ALB wurde in den 1960er und 1970er Jahren entwickelt und ist eine LiDAR-Technik (Light Detection and Ranging), die sichtbares , ultraviolettes und nahinfrarotes Licht nutzt, um ein Konturziel mittels aktiver und passiver Systeme optisch zu erfassen. Das bedeutet, dass die luftgestützte Laserbathymetrie auch Licht außerhalb des sichtbaren Spektrums verwendet, um Krümmungen in der Unterwasserlandschaft zu erkennen. [ 15 ]

LiDAR (Light Detection and Ranging) ist laut der National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA ) „ein Fernerkundungsverfahren, das Licht in Form eines gepulsten Lasers zur Entfernungsmessung nutzt“ [ 16 ] . Diese Lichtimpulse erzeugen zusammen mit anderen Daten eine dreidimensionale Darstellung des Objekts, von dem die Lichtimpulse reflektiert werden, und ermöglichen so eine präzise Abbildung der Oberflächenbeschaffenheit. Ein LiDAR-System besteht üblicherweise aus einem Laser , einem Scanner und einem GPS- Empfänger. Flugzeuge und Hubschrauber sind die am häufigsten verwendeten Plattformen zur Erfassung von LiDAR-Daten über große Gebiete. Eine Anwendung von LiDAR ist das bathymetrische LiDAR, das wasserdurchdringendes grünes Licht nutzt, um auch die Höhenlage von Meeresboden und Flussbetten zu messen [ 16 ] .

ALB funktioniert im Allgemeinen so, dass ein Impuls nicht sichtbaren Lichts von einem niedrig fliegenden Flugzeug ausgesendet und von einem Empfänger erfasst wird, der zwei Reflexionen vom Wasser aufzeichnet. Die erste Reflexion stammt von der Wasseroberfläche, die zweite vom Meeresboden. Diese Methode wurde in mehreren Studien zur Kartierung von Meeresbodenabschnitten verschiedener Küstenregionen eingesetzt. [ 17 ] [ 18 ] [ 19 ]

Beispiele für kommerzielle LIDAR-Bathymetriesysteme

Es gibt verschiedene kommerziell erhältliche LIDAR-Bathymetriesysteme. Zwei dieser Systeme sind das Scanning Hydrographic Operational Airborne Lidar Survey (SHOALS) und das Laser Airborne Depth Sounder (LADS). SHOALS wurde in den 1990er-Jahren von der Firma Optech entwickelt, um das United States Army Corps of Engineers bei bathymetrischen Vermessungen zu unterstützen. SHOALS arbeitet mit der Übertragung eines Lasers mit einer Wellenlänge zwischen 530 und 532 nm aus einer Höhe von etwa 200 m mit einer durchschnittlichen Geschwindigkeit von 60 m/s. [ 20 ]

Hochauflösende Orthofotos

Hochauflösende Orthofotos (HRO) sind ein Verfahren zur Erstellung eines Bildes, das die geometrischen Eigenschaften mit den Merkmalen von Fotografien kombiniert. Das Ergebnis dieses Prozesses ist ein Orthofoto , ein maßstabsgetreues Bild, das Korrekturen für Verschiebungen von Objekten, wie z. B. Gebäudeneigungen, enthält. Diese Korrekturen werden mithilfe einer mathematischen Gleichung, Informationen zur Sensorkalibrierung und der Anwendung digitaler Höhenmodelle vorgenommen. [ 21 ]

Ein Orthofoto entsteht durch die Kombination mehrerer Fotos desselben Objekts. Das Objekt wird aus verschiedenen Winkeln fotografiert, um die tatsächliche Höhe und Neigung des Objekts wahrzunehmen. Dadurch erhält der Betrachter eine genaue Vorstellung des Objektbereichs. [ 21 ]

Hochauflösende Orthofotos werden derzeit im Rahmen des „terrestrischen Kartierungsprogramms“ eingesetzt, dessen Ziel die „Erstellung hochauflösender topografischer Daten von Oregon bis Mexiko“ ist. Die Orthofotos dienen als Grundlage für die fotografischen Daten dieser Regionen. [ 22 ]

Geschichte

Eine dreidimensionale Echolotkarte

Die frühesten bekannten Tiefenmessungen wurden um 1800 v. Chr. von Ägyptern durchgeführt, indem sie mit einer Stange stocherten. Später verwendete man eine beschwerte Leine, an der in regelmäßigen Abständen Tiefenmarkierungen angebracht wurden. Dieses Verfahren war als Lotung bekannt. Beide Methoden hatten den Nachteil, dass es sich um punktuelle Tiefenmessungen handelte, die leicht signifikante Abweichungen in der unmittelbaren Umgebung übersehen konnten. Die Genauigkeit wurde zudem durch die Wasserbewegung beeinträchtigt – Strömungen konnten das Gewicht aus der Vertikalen bringen, wodurch sich sowohl Tiefe als auch Position veränderten. Dies war ein mühsames und zeitaufwändiges Verfahren, das stark von Wetter- und Seebedingungen abhing. [ 23 ]

Mit der Reise der HMS Challenger in den 1870er Jahren wurden bedeutende Verbesserungen erzielt . Ähnliche Systeme mit Drähten und einer Winde ermöglichten die Messung deutlich größerer Tiefen als zuvor. Allerdings blieb dies ein Verfahren, bei dem jeweils nur eine Tiefe gemessen werden konnte und das für genaue Messungen eine sehr geringe Geschwindigkeit erforderte. [ 24 ] Größere Tiefen konnten mithilfe von beschwerten Drähten gemessen werden, die von motorbetriebenen Winden ausgebracht und eingeholt wurden. Die Drähte boten weniger Widerstand, waren weniger strömungsabhängig, dehnten sich weniger und waren stark genug, um ihr Eigengewicht bis in beträchtliche Tiefen zu tragen. Die Winden ermöglichten ein schnelleres Ausbringen und Einholen, was bei Messtiefen von mehreren Kilometern notwendig war. Drahtseil-Schleppmessungen wurden aufgrund ihrer Zuverlässigkeit und Genauigkeit bis in die 1990er Jahre eingesetzt. Dabei wurde ein Kabel von zwei Booten gezogen, das von Schwimmern gehalten und beschwert wurde, um eine konstante Tiefe zu gewährleisten. Der Draht verfing sich an Hindernissen, die flacher als die Kabeltiefe waren. Dies war sehr nützlich, um Navigationshindernisse zu finden, die bei Lotungen übersehen werden konnten, war aber auf relativ geringe Tiefen beschränkt. [ 23 ]

Einzelstrahl-Echolote wurden von den 1920er- bis 1930er-Jahren eingesetzt, um die Entfernung des Meeresbodens direkt unter einem Schiff in relativ kurzen Abständen entlang der Fahrtlinie zu messen. Durch das Ausfahren annähernd paralleler Linien konnten Datenpunkte mit höherer Auflösung erfasst werden, jedoch blieben auch bei dieser Methode Lücken zwischen den Datenpunkten, insbesondere zwischen den Linien. [ 23 ] Die Kartierung des Meeresbodens begann mit der Nutzung von Schallwellen , die in Isobathen und frühen bathymetrischen Karten der Schelftopographie dargestellt wurden. Diese lieferten erste Einblicke in die Morphologie des Meeresbodens, jedoch traten aufgrund der horizontalen Positionsgenauigkeit und ungenauer Tiefenmessungen Fehler auf. Seitensichtsonar wurde in den 1950er- bis 1970er-Jahren entwickelt und konnte zur Erstellung eines Bildes des Meeresbodens verwendet werden, jedoch fehlte der Technologie die Möglichkeit zur direkten Tiefenmessung über die Breite des Scanbereichs. 1957 erstellte Marie Tharp in Zusammenarbeit mit Bruce Charles Heezen die erste dreidimensionale physiographische Karte der Weltmeere. Tharps Entdeckung kam zum perfekten Zeitpunkt. Sie war eine von vielen Entdeckungen, die zeitgleich mit der Erfindung des Computers gemacht wurden . Computer haben mit ihrer Fähigkeit, große Datenmengen zu verarbeiten, die Forschung, darunter auch die Erforschung der Weltmeere, erheblich erleichtert. Die Entwicklung von Fächerecholotsystemen ermöglichte es, Tiefeninformationen über die gesamte Breite des Sonarstreifens in höherer Auflösung zu gewinnen. Dank präziser Positions- und Lagedaten der Wandler konnten mehrere hochauflösende Sondierungen mit einem einzigen Durchgang durchgeführt werden. [ 23 ]

Das US Naval Oceanographic Office entwickelte in den 1960er Jahren eine als geheim eingestufte Version der Fächerecholottechnologie. Die NOAA erwarb Ende der 1970er Jahre eine nicht klassifizierte kommerzielle Version und legte Protokolle und Standards fest. Die mit Fächerecholot gewonnenen Daten haben das Verständnis des Meeresbodens erheblich erweitert. [ 23 ]

Die US-amerikanischen Landsat-Satelliten der 1970er Jahre und später die europäischen Sentinel-Satelliten eröffneten neue Wege zur Gewinnung bathymetrischer Informationen aus Satellitenbildern. Diese Methoden nutzen unter anderem die unterschiedliche Eindringtiefe verschiedener Lichtfrequenzen ins Wasser. Bei klarem Wasser und ausreichend reflektierendem Meeresboden lässt sich die Tiefe durch Messung der vom Satelliten beobachteten Reflexion und anschließende Modellierung der Lichteindringtiefe unter den bekannten Bedingungen abschätzen. Das Advanced Topographic Laser Altimeter System (ATLAS) an Bord des NASA-Satelliten ICESat-2 (Ice, Cloud, and land Elevation Satellite 2) ist ein photonenzählendes Lidar , das die Laufzeit von Laserlichtimpulsen von der Erdoberfläche zur Höhenberechnung nutzt. ICESat-2-Messungen können mit schiffsgestützten Sonardaten kombiniert werden, um Lücken zu schließen und die Genauigkeit von Flachwasserkarten zu verbessern. [ 25 ]

Die Kartierung der Topographie des Kontinentalschelfs mithilfe von Fernerkundungsdaten hat verschiedene Methoden zur Visualisierung der Bodentopographie angewendet. Frühe Methoden umfassten Schraffurkarten und basierten im Allgemeinen auf der persönlichen Interpretation der begrenzten verfügbaren Daten durch den Kartografen. Akustische Kartierungsverfahren, die aus militärischen Sonarbildern entwickelt wurden, lieferten ein detaillierteres Bild des Meeresbodens. Die Weiterentwicklung der Sonartechnologie ermöglichte detailliertere und hochauflösendere Daten, und Bodensondenverfahren liefern Informationen über die Beschaffenheit des Meeresbodens. Die Datenerfassung aus der Luft und von Satelliten hat weitere Fortschritte bei der Visualisierung von Unterwasserflächen ermöglicht: Hochauflösende Luftbilder und Orthofotos sind ein leistungsstarkes Werkzeug zur Kartierung flacher, klarer Gewässer auf Kontinentalschelfen, und die luftgestützte Laserbathymetrie, die reflektierte Lichtimpulse nutzt, ist unter diesen Bedingungen ebenfalls sehr effektiv. Hyperspektrale und multispektrale Satellitensensoren können einen nahezu kontinuierlichen Strom von Informationen über die benthische Umwelt liefern. Fernerkundungstechniken wurden eingesetzt, um neue Wege zur Visualisierung dynamischer benthischer Umgebungen zu entwickeln – von allgemeinen geomorphologischen Merkmalen bis hin zur biologischen Bedeckung. [ 26 ]

Diagramme

Bathymetrische Karte des Kamaʻehuakanaloa-Seamounts (ehemals Loihi) mit Tiefenlinien

Eine bathymetrische Karte ist eine Art isarithmischer Karte , die die Unterwasserbathymetrie und physiografischen Merkmale des Meeresbodens darstellt. [ 27 ] Ihr Hauptzweck besteht darin, detaillierte Tiefenlinien der Meerestopografie sowie Größe, Form und Verteilung von Unterwasserstrukturen zu liefern.

Topografische Karten zeigen die Höhe über dem Boden ( Topografie ) und ergänzen bathymetrische Karten. Bathymetrische Karten stellen die Wassertiefe mithilfe von Linien und Punkten in gleichen Abständen dar, den sogenannten Tiefenlinien oder Isobathen (einer Art von Höhenlinien ). Eine geschlossene Form mit darin immer kleiner werdenden Formen kann einen Tiefseegraben, einen Seeberg oder einen Unterwasserberg anzeigen, je nachdem, ob die Tiefe nach innen zu- oder abnimmt. [ 28 ]

Bathymetrische Vermessungen und Karten werden mit der Wissenschaft der Ozeanographie , insbesondere der Meeresgeologie , und der Unterwassertechnik oder anderen spezialisierten Zwecken in Verbindung gebracht.

Bathymetrische Karte des Medicine Lake , Kalifornien
Bathymetrische Daten, die zur Erstellung von Seekarten verwendet werden, können auch in bathymetrische Profile umgewandelt werden , die vertikale Schnitte durch ein Objekt darstellen.
Bathymetrische Karte des Bear Lake

Siehe auch

Referenzen

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