水下攝影系統在海底礦產資源探測中的應用研究

宋君陶，于軍令，于水祥，戰鵬超

（山東省圣達地理信息測繪工程有限公司，山東 威海 264200）

我國地大物博、資源豐富。根據相關數據可知，我國石油以及天然氣的總產量數值居高不下，因此對礦產資源的探索十分重要。使用先進的設備對海底礦產資源進行探測，海底環境相對陸地來說要更加復雜，海底地形、穩定性等多方面因素都是探測工作的重點，除此之外，還要對水體、水體床面以及海底的污泥量進行探測和施工分析[1]。海底礦產資源的探測為日后的開采工作打下了良好的基礎。

近年來，我國科學技術不斷發展，水下攝影系統逐漸出現，對海底礦產資源的探測工作起到了重要的促進作用。水下攝影系統具有十分強大的功能，同時還具備許多優點，它能夠在很深的海底進行長時間持續工作，安全性與準確性目前來看都要比同類探測方式強大許多。

1 水下攝影系統在海底礦產資源探測中的應用原理

圖1 探測體系的運行流程圖

最初，我國海底礦產資源探測的數據通過機械和熱敏的方式進行記錄，多采用紙質的形式。近年來，我國科學技術與通訊技術不斷發展，回聲探測設備逐漸出現，它使原有的數據記錄方式發生了實質的改變[2]。使用虛擬信號，對礦產資源的地形情況進行記錄傳輸。

通過電腦終端進行分析，必要時可以隨時將這些數據提取出來。水下攝影系統、回聲探測系統以及衛星定位系統結合在一起，形成了一個完整的海底礦產資源探測體系，通過各個系統協調運行，使海底地圖生動形象的呈現出來，該探測體系的具體運行流程如圖1所示。

控制測量數據模塊能夠對礦山資源探測位置的數據進行設置，包括坐標變換相關參數、坐標軸、測圖比例、坐標投影位置、位置間隔、波特率、記錄格式、信號分配以及定位天線偏差等。

定位系統能夠對海底情況進行實時監測并準確定位，將礦產資源豐富的坐標傳送到系統終端。根據礦產資源探測任務內容，利用水下攝影系統定義探測區域范圍，根據獲得的數據進行探測圖紙的設計，并對水下攝影系統探測的路徑進行合理規劃。水下攝影系統還有一個功能，就是探測礦產資源深度，并與各個系統相互結合，將這些數據進行分析，制定出準確有效的礦產資源地圖。

2 探究水下攝影系統在海底礦產資源探測中的應用

近年來，互聯網技術與信息通訊技術得到大幅度發展，其作用的廣泛性引起社會各界的大量關注，在海底礦產資源探測中也得了應用[3]。這種方法使用攝像機對海底礦產資源情況進行拍攝，事實上在很早之前，水下攝影技術就已經出現，但由于當時的技術還不夠完善，攝影機多采用膠卷的形式，需要定期對膠卷進行拿取與處理，使整個視頻采集過程十分復雜，膠卷需要經過曝光等一系列工序才能將海底情況展現出來，使海底礦產資源探測工作的實時性受到很大影響，對海底礦產位置判斷不夠準確。如今，水下攝像多使用全新技術，能夠進行實時攝影并向系統終端進行影像傳輸。水下攝影系統包含了許多方面，例如照明、攝像以及傳輸系統。同時水下攝像設備需要具有良好的密封性與自我保護性。海底礦產環境復雜，對水下攝影設備提出的要求較高，需要多種技術共同配合，才能使水下攝影設備發揮出最大的效果，延長設備壽命。

應用于海底礦產資源探測中的攝像系統包括以下五方面的技術，第一個方面，使用半導體技術對圖像進行處理，視頻的清晰率增高，噪聲減少。第二個方面，礦產環境復雜，平時使用的攝像頭無法滿足水下的特殊需求，相關工作人員需要研發出特制的攝像頭進行拍攝。第三個方面，對水下攝像設備的質量與外殼提出要求，不但要防水，還要有耐腐蝕、耐撞擊的特點。第四個方面，選用良好的密封設備，在設備的連接處設置橡膠圈，防止設備中進水，導致損壞。第五個方面，要設置良好的電流接入技術，防止漏電的情況出現。與傳統探測方式相比，水下攝影系統對海底礦產資源進行探測時具有許多優勢。首先，水下攝影探測方式準確度較高，使礦產資源探測出的位置更加具體[4]。其次，這種測量方式能夠最大程度上的節省人力，使整個過程更加智能化。特制的攝像頭能夠拍攝更遠的距離，并通過衛星定位進行位置確定，還可以使用水下攝影技術對礦產資源位置進行坐標制定，采用三維坐標的方式使礦產位置更加具體，對我國海底礦產資源的開發起到了極大的促進作用。

3 結語

利用水下攝影系統對海底礦產資源進行探測，結合先進的信息傳遞技術以及互聯網技術使海洋礦產資源探測工作實現了自動化與智能化，海底資源得到有效的開發與利用。隨著技術的不斷進步，科技智能將會逐漸替代人工作業，從一定程度上，也使探測誤差降到最低，是十分有效的探測方法。但在實際應用過程中，還出現了一些不足之處。海底情況是不斷變化的，并不是固定的形態，在探測過程中要將這些變化量充分考慮進去，保證海底礦產資源探測結果的準確性與實時性[5]。另外攝像頭在水中呈現出來的影像與實際情況會存在一定偏差，因此，一定要注意水下攝像頭的設置位置以及角度。一點細微的差距都有可能使海底礦產資源探測結果發生巨大的變化，這些問題還需要相關工作者不斷研究與探討，以達到更好的海底礦產資源探測效果。