Ролята на детекторите за дълбока вода в морската археология

Напредък в геофизичните проучвания с технология

Сензорите за дълбочина на водата наистина промениха начина, по който днес извършваме морска археология. Те предоставят на изследователите напълно нова перспектива за това, което се намира под вълните, благодарение на детайлните карти, които създават под морското дъно. Технологиите, стоящи зад този напредък, включват доста впечатляващи геофизически инструменти като системи с многолучеви сонари и страничен скенер. С многолучевия сонар археолозите получават пълни триизмерни изображения на морското дъно. Соноарът със страничен скенер работи по различен начин, но също толкова ефективно – сканира големи участъци от океанското дъно и засича необичайни форми или обекти, които може да са останки от древни цивилизации. Благодарение на тези съвременни методики експертите могат по-добре да откриват и проучват подводни структури, отколкото досега, което означава, че експедициите могат да съсредоточат усилията си там, където те са най-важни, без да губят време в случайни търсения.

Виждаме как технологиите променят нещата, когато разгледаме всички нови археологически обекти, открити в последно време. Морските изследователи говорят за това от години. Те казват, че оборудване като многочестотен и страничен сонар прави намирането на подводни обекти много по-лесно в сравнение с преди. Тези инструменти ни позволяват да откриваме места, които доскоро са били или твърде дълбоки, или просто пропуснати. Вземете за пример Университета в Саутхамптън. Екипът им всъщност е документирал доста нови намирки след като са започнали да използват тези напреднали методи за сканиране. Интересното е не само колко обекта са намерени, но и в какво състояние са били тези обекти. Подобна информация наистина помага на историците да събират информация за древните цивилизации. Докато тези инструменти продължават да се подобряват, вероятно ще откриваме още повече скрити парчета от историята под вълните.

Приложения на LSI: От камери за канализация до картографиране на океани

Технология за инспекция на канализация, първоначално разработена за проверка на тръби и канали, сега се използва и на неочаквани места като океана. Същите камери, които се използват за преминаване през подземни тунели, изненадващо добре работят и в тесните прибрежни води. Морски изследователи започнаха да използват тези компактни системи за визуализация, за да изследват корабни злополуки и други потопени обекти, където традиционното оборудване просто не може да се използва. За археолозите това означава възможността да разглеждат подробно древни кораби, намиращи се на морското дъно, без да се налага използването на скъпи подводници. Някои екипи дори са открили нови местоположения на корабни злополуки просто защото най-накрая са могли да видят какво се намира под слоевете тиня, които по-голямото оборудване би разбъркало.

Най-новите технологии за инспекция са станали наистина добри в създаването на детайлни карти на морското дъно, което помага за намирането на най-различни стари предмети и подводни сгради. Морските археолози сега използват подобрени версии на онези камери за инспекция на канализацията, които виждаме в телевизиите, за да изследват големи подводни пространства и правят снимки, които показват неща, за които хората никога преди не са знаели. Помислете за това по следния начин: точно както тръбопроводчиците проверяват вътре в тръбите за запушвания, тези модернизирани камери позволяват на изследователите да надникнат във всяки ъгъл на морското дъно, където се намират древни артефакти и забравени структури, защото са твърде дълбоко или просто труднодостъпни. Интересното е колко универсални всъщност са тези модифицирани камери за канализация. Те вече не са просто инструменти, а действително променящи правилата игра, когато става въпрос да се разбере какво се е случило под нашите океани през вековете.

Невронни мрежи и хиперспектрално изображение за идентифициране на артефакти

Спектрален анализ на потопени археологически обекти

Спектралното изображение играе важна роля при разкриването на химичния състав на обекти, скрити под водата, което позволява на археолозите да изследват подводната история, без да докосват нищо. Когато учени изучават начина, по който различни обекти отразяват светлината в различни дължини на вълните, те получават указания за това от какво са направени тези обекти и откъде може да са дошли. Наскоро публикувана работа в списание Marine Archaeology показва колко ефективен може да бъде този подход. Изследователи използвали хиперспектрални данни, за да съпоставят определени светлинни модели с известни материали, което им помогнало да открият няколко доскоро неизвестни подводни обекта. Онова, което прави тази технология толкова ценна, е нейната способност да различава обикновени морски съставки от действителни човеко-създадени артефакти, скрити под водата. Много експерти сега считат хиперспектралното изобразяване почти незаменимо за опазването на нашите подводни културни съкровища. То предоставя на работниците в сферата огромно количество подробна информация, която е абсолютно необходима, ако искаме да запазим тези важни места непокътнати за идните поколения.

Модели с дълбоко обучение за класифициране на обекти

Изкуствените невронни мрежи стават наистина полезни за класифициране на артефакти чрез анализ на визията им и отразената светлина, което променя начина, по който археолозите извършват работата си. Системите за дълбоко обучение обработват сложна информация, за да определят какъв тип артефакт е даден обект, неговото състояние и понякога дори неговата възраст. Проучване от списанието Artificial Intelligence in Archaeology показва, че тези алгоритми значително подобряват класифицирането, така че прогнозите стават по-бързо и с по-голяма точност. Някои тестове установиха, че невронните мрежи правят правилна идентификация на над 90 процента от артефактите в изкуствени подводни условия. Като комбинират визуална проверка със спектрален анализ, тези компютърни модели позволяват на изследователите да изследват потопените обекти без самите те да се гмуркат, намалявайки рисковете от човешки операции в труднодостъпни подводни зони. Морската археология определено е направила голяш напредък благодарение на невронните мрежи, осигурявайки на специалистите далеч по-добри методи за откриване и категоризиране на подводни артефакти, отколкото някога досега.

Регулаторни рамки за подводно проучване

Археологически изисквания за отчитане на BOEM

Бюрото за управление на океанската енергия, или BOEM съкратено, е приело определени правила относно начина, по който трябва да се извършват археологически проверки, когато хората проучват под водата. Тези правила са наистина важни, защото помагат да се уверим, че всеки, който прави подводни гмуркания, няма случайно да унищожи важни части от историята на нашите океани. Когато се следят стандартите за отчитане на BOEM, хората трябва да разгледат внимателно какво може да се случи с подводните културни обекти по време на работата им. Най-често това означава предоставянето на някакъв вид доклад, който показва какви щети може да се нанесат, преди да започне реалното разкопаване. Такова планиране помага да се предпазят древните корабокрушения и други подводни реликви от вреди. Спазването на тези правила не е просто добра практика, а действително предпазва ценни фрагменти от морската история, така че гмурците и историците да могат да ги изучават дълго след като нас вече го няма.

Спазване на стандартите по чл. 106 от Закона за историческото наследство

Раздел 106 от Закона за националното запазване на паметниците има голямо значение при откриването и опазването на археологически обекти по време на подводни работи. Тази разпоредба изисква лица, извършващи такива проекти, да преминат през подробен процес на оценка, преди да започнат каквито и да било дейности, които биха могли да нанесат вреда на културно значими подводни места. Например, известният случай с откритието на части от кораба USS Monitor близо до бреговете на Северна Каролина става възможен именно поради изискванията на раздел 106. Когато групи, работещи по подводни проекти, следват внимателно тези правила и влагат сериозни усилия в плановете си за запазване, те допринасят за опазването на общото ни историческо наследство, като в същото време позволяват извършването на изследвания. Насоките, установени от Закона за националното запазване на паметниците, създават рамка, в която можем да изследваме, без да разрушаваме това, което прави тези места исторически ценни.

Методологии за инспекция на подводни тръбопроводи

Адаптиране на YOLOv4 за наблюдение на подводни инфраструктури

YOLOv4 намира нови приложения при мониторинга на подводни тръбопроводи в реално време, което прави инспекциите възможни дори в случаи, когато традиционните методи се затрудняват. То, което започна като система за детектиране на обекти, еволюира в нещо доста полезно за идентифициране на части от тръбопроводи под водата с доста добра точност. Подводните инспекции винаги са трудно нещо – имайки предвид различни проблеми, от пречупена светлина до мътни води, но YOLOv4 се справя с тези предизвикателства по изненадващо добър начин. В статия с названието Deep Learning Approach for Objects Detection in Underwater Pipeline Images се посочва, че този модел постига средна точност от около 94.21%, което надминава повечето алтернативи по отношение на бързота при детекцията. За компаниите, поддържащи подводна инфраструктура, това означава, че могат да планират по-точно поддръжката и да осигуряват по-голяма безопасност на операциите, без да разчитат постоянно на скъпи водолази или подводници за всяка проверка.

Откриване на течове чрез акустично машинно обучение

Прилагането на машинното обучение върху акустични сигнали променя начина, по който засичаме течове в подводни тръбопроводи, осигурявайки далеч по-добра чувствителност в сравнение с традиционните методи. Подводните звукови вълни остават най-добрият избор за наблюдение, защото не пречат на морските организми, но в същото време пренасят полезна информация. Тези сигнали се анализират от сложни компютърни програми, които разпознават неправилности, които може да означават, че някъде има теч. Наскорошно проучване, публикувано в списание Journal of Marine Technology, показа обнадеждаващи резултати, когато изследователите обучиха моделите си с реални акустични данни от тръбопроводни системи. Въпреки че тези методи определено помагат за по-бързо откриване на проблеми, те също намаляват както екологичните поражения, така и скъпоструващото прекъсване на операциите за операторите. В бъдеще, благодарение на тези подобрения, непрекъснатото наблюдение на състоянието на тръбопроводите става възможно, въпреки че внедряването на такива системи в цялата морска инфраструктура остава предизвикателство за много компании, загрижени за опазването на океанските екосистеми.

Нови технологии за защита на морските ресурси

Интеграция на IoT сензори с инспекционни камери

Съчетаването на IoT технологии с камери за подводна инспекция променя начина, по който управляваме морските ресурси. Тези IoT сензори значително разширяват възможностите на камерите за инспекция на канализационни системи, осигурявайки на потребителите възможност за истинско наблюдение в реално време и незабавна передача на данни, така че операторите да могат бързо да реагират, когато е необходимо. Какво означава това за управлението на морските ресурси? Това ни позволява да наблюдаваме отпадъчни води и различни подводни обекти по-ефективно отколкото преди. Като комбинираме двете технологии, операторите получават възможността да следят екосистемите на океана на разстояние, да идентифицират проблеми значително по-рано в сравнение с обичайната практика и да предприемат корективни действия, преди нещата да се влошат за морската фауна. Използването на този подход допринася за поддържането на устойчивите екологични практики, за които често се говори, и осигурява по-подробна информация относно състоянието на нашите водни системи.

Предиктивна аналитика за запазване на обекти

Предиктивният анализ се е превърнал в доста полезен инструмент за идентифициране на проблеми предварително, преди те да засегнат подводни археологически обекти, така че екипите за запазване да могат да действат проактивно, вместо да реагират след като щетите вече са нанесени. Когато се анализират всички данни, събрани от различни източници, тези аналитични инструменти помагат за откриване на неща като постепенни модели на ерозия или неочаквана човешка дейност около чувствителни зони, които биха могли да застрашат исторически обекти под водата. Всъщност има доста проучвания, които показват колко ефективен е този подход в различни морски среди. Вземете като пример ситуацията с Големия бариерен риф, където предиктивни модели са отбелязали тревожни промени дълго преди видими признаци да се появят на повърхността, осигурявайки на експертите ценни допълнителни месеци за прилагане на защитни стратегии. Макар нито една система да не е съвършена, тези технологични постижения определено помагат за по-добра защита на нашето подводно наследство в сравнение с традиционните методи поотделно и ни насърчават да използваме по-екологично отговорни подходи при управлението на океанските културни активи в бъдеще.