РАЗРАБОТКА И АПРОБАЦИЯ В БУХТЕ АЛЕКСЕЕВА (О. ПОПОВА) ТЕХНОЛОГИЙ РЕГИСТРАЦИИ ВОЛНЕНИЯ И КОЛЕБАНИЙ УРОВНЯ МОРЯ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ВИДЕОВОЛНОМЕРОВ
Authors: Zimin P.S. , Fishchenko V.K. , Subote A.E. , Zatserkovny A.V. , Golik A.V. 
Published: December 2019

На Морской экспериментальной станции Бухта Алексеева , расположенной на побережье о. Попова (Амурский залив), с 2012 года проводятся исследования технологий регистрации волнения, подводных течений, колебаний уровня моря с использованием систем дистанционного видеонаблюдения. Установленные на берегу бухты интернеткамеры транслируют видео в сеть ДВО РАН, где в реальном времени производится его обработка с целью получения характеристик волновых процессов. Наиболее точной и эффективной является технология на основе видеоволномеров. Последние представляют собой развернутые в море на дистанциях до 500 м от берега измерительные конструкции с легким контрастным маркером, колеблющимся вертикально под действием волнения и колебаний уровня моря, а также береговой камеры, снимающей сцену с маркером. Программное обеспечение с заданной частотой (до 16 раз в секунду) анализирует кадры видео и регистрирует смещения маркера в пикселах относительно его начального положения. Зная размеры маркера, можно найти масштабный коэффициент для пересчета сигнала волнения h(t) из пикселов в сантиметры или миллиметры. Апробация этой технологии в бухте Алексеева показала, что волномер позволяет регистрировать приливные колебания, сейши, волнение зыби, ветровые волны, корабельные волны, волны ряби. В 20152016 годах были проведены исследования на базе трехточечных видеоволномеров. Последние позволили оценивать не только амплитуду и частоту волн, на также направление и скорость их распространения. Рассмотренные в работе технологии могут быть применены на любых прибрежных акваториях. Ключевые слова: морское волнение, колебания уровня моря, прибрежные зоны, камера видеонаблюдения, видеоволномер, обработка изображений и видео, обработка сигналов

At the Marine Experimental Station Alekseev Bight, located on the coast of Popov Island (Amursky Bay), since 2012, research has been conducted on technologies for recording waves, underwater currents, and sea level fluctuations using remote video surveillance systems. The IP cameras installed on the shore of the bay broadcast the video to the FEB RAS network, where it is processed in real time in order to obtain the characteristics of wave processes. The most accurate and efficient technology is based on videowavemeters. The latter consist of measuring structures deployed at distances of up to 500 m from the coast with a light contrasting marker, which oscillates vertically under the influence of waves and sea level fluctuations, as well as from a coastal camera filming a scene with a marker. Software with a given frequency (up to 16 times per second) analyzes video frames and registers marker displacements in pixels relative to its initial position. Knowing the size of the marker, you can find the scale factor for converting the wave signal h (t) from pixels to centimeters or millimeters. Testing of this technology in the Alekseeva Bay showed that a wave meter allows recording tidal oscillations, seiches, swell waves, wind waves, ship waves and ripple waves. In 20152016, studies were conducted on the basis of threepoint video wave meters. The latter allowed estimating not only the amplitude and frequency of the waves, but also the direction and speed of their propagation. The technologies considered in the work can be applied in any coastal areas. Keywords: sea waves, sea level oscillations, coastal zones, video surveillance camera, videowavemeter, image and video processing, signal processing