УНАВКО
 | Эта статья содержит контент, написанный как реклама . ( декабрь 2018 г. ) |
 | Эта статья нуждается в дополнительных цитатах для проверки . ( ноябрь 2023 г. ) |
 | |
| Основан | 1984 |
|---|---|
| Фокус | Геодезия , Сбор данных , Архивирование научных данных |
| Расположение | |
| Координаты | 40 ° 03'40 "N 105 ° 12'21" W / 40,06114 ° N 105,20586 ° W |
| Веб-сайт | www.unavco.org |
Ранее назывался | Университетский консорциум NAVSTAR |
UNAVCO (Университетский консорциум Навстар) [1] был некоммерческим консорциумом, управляемым университетом, который способствовал геологическим исследованиям и образованию с использованием геодезии .
Фон
[ редактировать ]UNAVCO финансировалась Национальным научным фондом ( NSF ) и Национальным управлением по аэронавтике и исследованию космического пространства ( NASA ) для поддержки геологических исследований во всем мире. Он управлял Геодезическим центром развития геонаук (GAGE Facility) от имени ННФ и НАСА. В состав UNAVCO входило 120 академических членов из США, и она поддерживала более 110 организаций по всему миру в качестве ассоциированных членов.
1 января 2023 года UNAVCO объединилась с Объединенными исследовательскими институтами сейсмологии (IRIS) в Консорциум EarthScope. [2]
Инструменты и услуги
[ редактировать ]Данные
[ редактировать ]Объект UNAVCO GAGE в качестве мирового центра данных предоставил доступ к научным данным для количественной оценки движения горных пород, льда и воды на поверхности Земли или вблизи нее. Данные геодезической визуализации собираются различными датчиками, установленными на спутниках, самолетах и на земле, для создания моделей местности с высоким разрешением и измерений деформаций . Они могут охватывать территории размером от десятков метров до сотен квадратных километров. Данные, собранные с помощью деформационных и сейсмических скважинных приборов, используются для измерения деформации на поверхности Земли или вблизи нее, а также для измерения физических свойств горных пород в непосредственной близости от установок. На многих пунктах геодезических измерений также собираются метеорологические данные для облегчения обработки геодезических данных. В большой обсерватории Earth Scope Plate Boundary Observatory , входящей в «Американскую сеть» (NOTA ), UNAVCO приобрело, заархивировало и распространило множество наборов данных сообщества; включая данные GNSS / GPS , деформометры , скважинные сейсмометры , наклономеры и геодезические изображения, полученные с помощью радара и лидара .
Системы GPS/ГНСС
[ редактировать ]Объект UNAVCO GAGE управлял коллективным пулом высокоточных портативных систем приемников GPS / GNSS , используемых для различных приложений. Эти системы, которые включают в себя: приемники, антенны, крепления, источники питания и, опционально, средства связи, могут использоваться в течение нескольких дней при выполнении более коротких работ или в течение многих месяцев при долгосрочных расследованиях. Также доступны системы для точного картографирования.
Наземное лазерное сканирование
[ редактировать ]На базе GAGE в UNAVCO находился набор инструментов наземного лазерного сканирования (TLS) и сопутствующего периферийного оборудования; оборудование для цифровой фотографии, программное обеспечение и вспомогательное оборудование для поддержки исследователей, занимающихся науками о Земле. Технология TLS основана на лидаре (обнаружение света и определение дальности) и иногда называется наземным лидаром или лидаром со штативом. Это активная система визуализации, при которой сканер испускает лазерные импульсы, а время и интенсивность возвращающихся импульсов, отраженных от сканируемой поверхности или объекта, записываются. Время прохождения импульсов туда и обратно позволяет получать миллионы/миллиарды точек, из которых генерируется трехмерное «облако точек» для точного отображения сканируемой поверхности/объекта.
Основная возможность TLS — создание 3D-карт высокого разрешения и изображений поверхностей и объектов в масштабах от метров до километров с точностью от сантиметра до субсантиметра. Повторные измерения TLS позволяют отображать и измерять изменения во времени и с беспрецедентной детализацией, что делает TLS еще более ценным для преобразующих научных исследований.
TLS — это мощный инструмент геодезического построения изображений, который может поддерживать широкий спектр пользовательских приложений в самых разных средах. На сегодняшний день геологические приложения включают подробное картирование; уступы разломов, геологические обнажения, неровности поверхности разломов, морозные полигоны, лавовые озера , дайки , трещины , ледники , столбчатые соединения и дренажи на склонах. Проведение дополнительных исследований TLS может быть полезно для визуализации и измерения изменений поверхности с течением времени, например, из-за:
- Поверхностные процессы
- Вулканическая деформация
- Ледяной поток
- Переходы морфологии пляжа
- Постсейсмический сдвиг
Включение измерений GNSS/GPS обеспечивает точную географическую привязку данных TLS в абсолютной системе отсчета . Помимо цифровой фотографии можно использовать для создания фотореалистичных 3D-изображений.
Инженерная экспертиза
[ редактировать ]Центр UNAVCO GAGE предоставил исследователям инженерные знания и оборудование для поддержки их проектов геофизических исследований. Это включало планирование предложений, логистику проекта, письма о поддержке проекта, инженерную поддержку на местах, кредиты на современное оборудование GNSS, постоянную установку станций GNSS/GPS, эксплуатацию и техническое обслуживание и/или сбор данных, контроль качества, передачу, управление и архивирование.
Инженеры GAGE Facility провели обучение как в классе, так и на местах; а также разработка и реализация проектов, полевые работы, сетевые операции TLS или GNSS/GPS, а также разработка технологий для GNSS/GPS, TLS и других приложений.
Полярные услуги
[ редактировать ]Центр UNAVCO GAGE оказывал геодезическую поддержку исследователям, работающим в Арктике и Антарктике , финансируемым NSF-OPP (Управление полярных программ Национального научного фонда) . Могут быть предоставлены GPS-приемники геодезического класса, наземные лазерные сканеры, а также вспомогательные системы электропитания и связи для непрерывного сбора данных и проведения съемок кампании. Также были предоставлены услуги по эксплуатации и техническому обслуживанию для долгосрочного сбора данных с онлайн-распространением данных из архива сообщества UNAVCO.
Поддержка GGN, GNSS, IGS
[ редактировать ]Центр UNAVCO GAGE предоставил НАСА/Лаборатории реактивного движения глобальную инфраструктурную поддержку в эксплуатации набора высокопроизводительных, глобально распределенных, постоянных станций GNSS/GPS, называемых Глобальной сетью GNSS НАСА (GGN). Данные этих станций используются для производства высокоточной продукции для исследований в области науки о Земле GNSS/GPS, междисциплинарных приложений и образования. UNAVCO также оказала поддержку Международной службе GNSS (IGS).
Короткие курсы, семинары, стажировки
[ редактировать ]Программа образования и взаимодействия с общественностью (ECE) объекта UNAVCO GAGE предлагала короткие курсы и семинары. Они сосредоточились на профессиональном развитии, исследованиях и образовании, стратегической поддержке научных исследователей в разработке более широких результатов, программах резидентуры для членов геодезического научного сообщества и преподавателей, профессиональном развитии в области геонаук для преподавателей K-12 и для студентов бакалавриата через RESESS ( Опыт исследований в области наук о твердой Земле для студентов), студенческие стажировки для поощрения более широкого участия в науках о Земле.
Обсерватория границы плит (PBO)
[ редактировать ]UNAVCO управляла Обсерваторией границы плит (PBO), геодезическим компонентом программы EarthScope , финансируемой Национальным научным фондом. PBO состоял из нескольких основных обсерваторских компонентов: сети из более чем 1100 постоянных, непрерывно действующих станций Глобальной системы позиционирования (GPS), многие из которых предоставляли данные с высокой скоростью и в режиме реального времени, 78 скважинных сейсмометров, 74 скважинных деформометров, 28 измерители угла наклона неглубокой скважины и шесть лазерных деформометров с длинной базой. Эти инструменты дополняются INSAR (интерферометрический радар с синтезированной апертурой), а также лидарными изображениями и геохронологией.
Непрерывно действующая Карибская сеть GPS-наблюдений (COCONet)
[ редактировать ]UNAVCO управляла непрерывно действующей карибской сетью наблюдений GNSS/GPS (COCONet) , которая состояла из 50 запланированных непрерывно действующих GPS/метеорологических станций, интегрированных с 65 существующими станциями GPS, управляемыми партнерскими организациями, 15 из которых будут модернизированы новым оборудованием. COCONet предоставляет бесплатные высококачественные GPS- и метеорологические данные в открытом формате для этих станций через Интернет для использования учеными, правительственными учреждениями, преподавателями, студентами и частным сектором. Эти данные используются местными и зарубежными исследователями для изучения процессов в твердой земле, таких как движение тектонических плит, взаимодействие и деформация границ тектонических плит, включая процессы и риски циклических землетрясений. Они также служат ученым-атмосферникам и группам прогнозистов погоды, предоставляя более точные оценки содержания водяного пара в тропосфере и позволяя лучше прогнозировать динамику влажности воздуха, связанную с ежегодным циклом ураганов в Карибском бассейне.
Организация
[ редактировать ]UNAVCO была разделена на три программы. Три программы были сосредоточены на:
- Сбор данных, включая установку и обслуживание крупномасштабных сетей геодезических приборов (геодезическая инфраструктура)
- Сетевые операции с данными, продукты сообщества данных и киберинфраструктура (службы геодезических данных)
- Стратегии образования и информационно-просветительской работы (образование и вовлечение общества)
Геодезическая инфраструктура
[ редактировать ]Программа «Геодезическая инфраструктура» (GI) объединила всю геодезическую инфраструктуру и возможности сбора данных для непрерывно действующих наблюдательных сетей и краткосрочных развертываний. Поддерживаемые мероприятия включали разработку и тестирование, проектирование передовых систем, строительство, эксплуатацию и обслуживание постоянных сетей геодезических приборов по всему миру, а также инженерные услуги, адаптированные к требованиям проекта PI. Основные проекты, поддерживаемые программой GI, включали 1112 станций Обсерватории границы плит (PBO), полярные сети в Гренландии и Антарктиде ( GNET и ANET , вместе известные как POLENET ), COCONet, охватывающий границу Карибской плиты, многодисциплинарный AfricaArray и несколько другие более мелкие геодезические сети непрерывного наблюдения.
Службы геодезических данных
[ редактировать ]Программа Geodetic Data Services (GDS) предоставляла услуги по долгосрочному управлению уникальными наборами данных. Эти службы организовывали, управляли и архивировали данные, а также разработали инструменты для доступа к данным и их интерпретации. GDS предоставила комплексный набор услуг, включая операции с данными сенсорной сети, продукты и услуги обработки данных, управление и архивирование данных, а также развитую киберинфраструктуру. Услуги предоставлялись для данных GNSS/GPS, данных изображений, данных о деформации и сейсмических данных, а также метеорологических данных. Данные GNSS/GPS позволяют осуществлять движение поверхности в миллиметровом масштабе в отдельных точках. Данные инструментов геодезической визуализации можно использовать для картирования топографии и определения деформаций с высоким пространственным разрешением. Предоставляются услуги обработки данных изображений INSAR и Terrestrial LIDAR. Были доступны деформационные и сейсмические данные скважинных деформометров, сейсмометров, термометров, датчиков порового давления, измерителей наклона и образцов горных пород, полученных при бурении, а также наземных наклономеров и лазерных деформометров. Кроме того, данные о температуре, относительной влажности и атмосферном давлении доступны в результате наземных измерений атмосферных условий со станций. Параметры тропосферы генерируются в ходе ежедневной постобработки GNSS/GPS под управлением UNAVCO, и доступ к ним осуществляется через службы доступа к данным. Программа была оптимизирована для обеспечения доступа к высокоточным геодезическим данным. Архив данных UNAVCO включал более 2300 непрерывных станций GNSS/GPS.
Образование и взаимодействие с общественностью
[ редактировать ]Программа «Образование и взаимодействие с общественностью» предоставляла услуги по распространению научных результатов геодезического сообщества, содействию образованию широкого круга учащихся, а также развитию рабочей силы и международному партнерству. Особое внимание уделялось обучению, разработке учебных материалов и организации краткосрочных технических курсов для ученых, изучающих геодезию. Программа также поддерживала формальное образование (K-12) и неформальную работу с общественностью посредством семинаров, учебных материалов для учащихся средних школ и курсов бакалавриата, музейных экспозиций и взаимодействия в социальных сетях. UNAVCO проводила ежегодную серию краткосрочных курсов и семинаров, предназначенных для нынешних исследователей, которые хотели обновить свои навыки или освоить новые области геодезических исследований. Краткие курсы UNAVCO были предложены для повышения способности научного сообщества обрабатывать, анализировать и интерпретировать различные типы геодезических данных. Образовательные семинары способствовали более широкому пониманию наук о Земле среди преподавателей колледжей и средних школ.
UNAVCO поддерживала развитие географических кадров посредством программ стажировок для студентов, наставничества для аспирантов и онлайн-ресурсов. Основной программой стажировок для студентов старших курсов был «Опыт исследований в области науки о твердой Земле для студентов» (RESESS). RESESS финансируется Национальным научным фондом (NSF) и ExxonMobil. Это была многолетняя исследовательская стажировка в области геолого-геофизических исследований, а также программа поддержки сообщества и профессионального развития, призванная увеличить разнообразие студентов, поступающих в геонауки. Студенты старших курсов бакалавриата из недостаточно представленных групп провели летом 11 недель в Боулдере, штат Колорадо, проводя независимый исследовательский проект, ориентированный на геонауки. RESESS представляла собой летнюю программу стажировок, направленную на увеличение разнообразия студентов, поступающих в области наук о Земле. Стажеры работали под руководством научного наставника, а на протяжении всего учебного года их обучали и поддерживали сотрудники программы RESESS из UNAVCO. Среди выпускников RESESS 55% латиноамериканцы/латиноамериканцы, 27% афроамериканцы/чернокожие, 11% коренные американцы и 7% американцы азиатского происхождения. Из 30 стажеров, получивших степень бакалавра, 13 были зачислены в магистратуру и 8 - в докторантуру. Девять выпускников RESESS работали в частном секторе, пятеро из них работали в области наук о Земле. [3]
Членство и управление
[ редактировать ]Членами UNAVCO были образовательные или некоммерческие учреждения, зарегистрированные в Соединенных Штатах (США) или их территориях и занимающиеся научными исследованиями, включающими применение высокоточной геодезии в науках о Земле или в смежных областях. Члены также должны быть готовы взять на себя четкое и постоянное обязательство активно участвовать в управленческой и научной деятельности. Ассоциированное членство было доступно организациям, не являющимся образовательными учреждениями США, если эти организации разделяли миссию UNAVCO и иным образом отвечали требованиям для членства.
Совету директоров было поручено осуществлять надзор и управление UNAVCO, и он избирался назначенными представителями учреждений-членов UNAVCO. Совет работал с научным сообществом над созданием широкой программы междисциплинарных исследований, основанной на применении геодезических технологий, для определения потребностей исследователей в поддержке инфраструктуры, для разработки предложений соответствующим спонсорам для поддержания этого потенциала инфраструктуры, а также для обеспечения того, чтобы UNAVCO и ее деятельность обеспечивали Качественная, экономичная и оперативная поддержка. Консультативные комитеты каждой из трех программ определяли направленность программ и помогали формировать их инициативы.
Наука
[ редактировать ]На протяжении более двух десятилетий космические геодезические наблюдения позволяли измерять движения земной поверхности и земной коры во многих различных масштабах с беспрецедентной пространственной и временной детализацией и повышенной точностью, что привело к фундаментальным открытиям в области континентальной деформации, процессов на границах плит, цикл землетрясений, геометрия и динамика математических систем, запасы континентальных подземных вод и гидрологическая нагрузка.
Космическая геодезия способствует исследованиям опасностей землетрясений и цунами, извержений вулканов, ураганов, оседания берегов, здоровья водно-болотных угодий, влажности почвы, распределения грунтовых вод и космической погоды. [4]
Земля и инструменты для ее изучения постоянно меняются. Тектонические плиты постоянно находятся в движении, хотя и настолько медленно, что даже при использовании самых точных инструментов для его измерения необходимы месяцы или годы наблюдений. За последние несколько десятилетий появление космических геодезических методов улучшило возможность измерения движения тектонических плит на несколько порядков с пространственным и временным разрешением, а также с точностью, а также установило стабильные земные и небесные системы отсчета, необходимые для достижения эти улучшения. Исследования с помощью этих систем привели к революционному прогрессу в нашем понимании границ и внутренней части плит. [5]
В настоящее время лед покрывает примерно 10% поверхности суши Земли, при этом большая часть массы льда содержится в Гренландии и континентальных ледяных щитах Антарктики . Разработка и проведение геодезических экспериментов, которые позволяют исследователям улучшить понимание динамики льда, позволяют более точно прогнозировать (с помощью численных моделей) реакцию ледников на изменение климата. [6] [7] [8]
Экология и гидрогеодезия
[ редактировать ]Благодаря своей чувствительности к перераспределению массы и точным измерениям расстояний геодезия имеет уникальную возможность ответить на фундаментальные вопросы, касающиеся воды и окружающей среды. Геодезические наблюдения впервые позволяют исследователям следить за движением воды внутри земной системы в глобальном масштабе и охарактеризовать изменения в запасах наземных подземных вод в различных масштабах, начиная от изменений в запасах воды в континентальном масштабе с помощью гравитационных космических миссий. , к региональным и местным изменениям с использованием INSAR , GNSS, нивелирования и относительных гравитационных измерений поверхностной деформации, сопровождающей уплотнение системы водоносных горизонтов. [9] [10] [11]
Океан
[ редактировать ]Семьдесят пять процентов земной коры невозможно наблюдать с помощью геодезических методов, основанных исключительно на электромагнитной энергии. Геодезия морского дна теперь может расширить геодезическое позиционирование на морскую среду. [12] Исследователи могут увидеть последствия изменений в земной коре далеко за пределами того, что мы можем измерить с помощью инструментов, размещенных исключительно на суше. [13]
Атмосфера
[ редактировать ]Космическая геодезия использует электромагнитные сигналы, распространяющиеся через атмосферу Земли, предоставляя информацию о температуре тропосферы и водяного пара, а также о плотности электронов в ионосфере. Таким образом, в начале двадцать первого века цель геодезии изменилась и стала включать изучение кинематики и динамики как земной атмосферы, так и твердой Земли. [14] [15] [16]
Человеческие измерения
[ редактировать ]Геодезические исследования, связанные с землетрясениями и вулканами, преследуют цели раннего предупреждения и смягчения последствий будущих опасных явлений в глобальном масштабе. Поскольку плотность населения увеличивается и все больше людей живут вблизи сейсмически активных разломов , понимание природы землетрясений остается целью наук о Земле. [17] [18]
Технология
[ редактировать ]Изображения высокого разрешения и топографические карты 3D/4D облегчают полевые испытания нового поколения количественных моделей механизмов массового переноса. Открытый доступ к данным, инструментам и средствам для обработки, анализа и визуализации, а также новые алгоритмы и рабочие процессы меняют ландшафт геодезического научного сотрудничества. [19]
Ссылки
[ редактировать ]- ^ Эволюция неоднородностей плотности и мерцаний в средних широтах в Северной Америке во время шторма 7–8 сентября 2017 г. - Нисимура - 2021 - Журнал геофизических исследований: космическая физика - Интернет-библиотека Wiley
- ^ «Объединение сил» . сайты.google.com . Проверено 11 июня 2022 г.
- ^ Шарлевуа и Моррис Увеличение разнообразия в науках о Земле посредством исследовательских стажировок, EOS 95 (8), 69–70 (2014)
- ^ Геодезия в 21 веке, Эос, Том. 90, № 18, 5 мая 2009 г., С. Вдовински и С. Эрикссон. http://www.unavco.org/community_science/science-apps/science-apps.html
- ^ А. Ньюман, С. Стирос, Л. Фэн, П. Псимулис, Ф. Мосхас, В. Салтоджианни, Ю. Цзян, К. Папазачос, Д. Панагиотопулос, Э. Карагианни и Д. Вамвакарис. Недавние геодезические волнения в кальдере Санторини, Греция. Дж. Геофиз. Рез.-Твердая Земля, Том. 39, ст. № L06309, опубликовано 30 марта 2012 г. http://geophysicals.eas.gatech.edu/people/anewman/research/papers/Newman_etal_GRL_2012.pdf.
- ^ Хан, С.А., Дж. Вар, Э. Лейльетт, Т. ван Дам, К.М. Ларсон и О. Фрэнсис (2008), Геодезические измерения послеледниковых изменений в Гренландии. Дж. Геофиз. Рез.-Твердая Земля, 113 (Б2), ст. № В02402, ISSN 0148-0227 , идентификаторы: 263SI, doi : 10.1029/2007JB004956 , опубликовано 14 февраля 2008 г.
- ^ Уиллис, М.Дж., А.К. Мелконян, М.Е. Причард и С.А. Бернштейн (2010) Дистанционное зондирование скоростей и изменений высоты на выводных ледниках северного патагонского ледяного поля, Чили (аннотация), Конференция по льду и изменению климата: взгляд с юга, Вальдивия, Чили
- ^ Мелконян, А. К., М. Дж. Уиллис, М. Е. Притчард и С. А. Бернштейн (2009) Скорость движения ледников и изменение высоты ледового поля Джуно, Аляска (аннотация C51B-0490), осеннее собрание AGU.
- ^ Ларсон, К.М. и Ф.Г. Нивински, GPS-зондирование снега: результаты обсерватории границы плит EarthScope, GPS-решения, два : 10.1007/s10291-012-0259-7
- ^ Гутманн, Э., К.М. Ларсон, М. Уильямс, Ф. Г. Ниевински и В. Заворотный, Измерение снега с помощью GPS-интерферометрической рефлектометрии: оценка в Нивот-Ридж, Колорадо, Гидрологические процессы, дои : 10.1002/hyp.8329 , 2011.
- ^ Смолл, Э.Э., К.М. Ларсон и Дж. Дж. Браун, Определение роста растительности с использованием отраженных сигналов GPS, Geophys. Рез. Летт. 37, Л12401, дои : 10.1029/2010GL042951 , 2010.
- ^ Сато, Марико; Уджихара, Наото; Фудзита, Масаюки, Масаси; Асада, Акира. . 1395- (2011).
- ^ К. Ходжкинсон, Д. Менчин, А. Борса, Б. Хендерсон и В. Джонсон. Сигналы цунами, зарегистрированные скважинными деформометрами Обсерватории границы плит. Рефераты геофизических исследований Vol. 14, ЕГУ2012-12291, 2012.
- ^ Ван, Дж., Л. Чжан, А. Дай, Ф. Иммлер, М. Соммер и Х. Вомель, 2012: Коррекция радиационной сухой систематической ошибки данных влажности Vaisala RS92 и ее влияние на исторические данные радиозонда. Дж. Атмос. Oceanic Technol., будет представлено.
- ^ Мирс, К., Дж. Ван, С. Хо, Л. Чжан и К. Чжоу, 2012: Общее количество водяного пара в столбе, Состояние климата в 2011 году. Бюлл. амер. Метеорол. Соц., в печати.
- ^ Роджер А. Пилке-младший; Хосе Рубьера; Кристофер Ландси; Марио Л. Фернандес; и Роберта Кляйн, Уязвимость к ураганам в Латинской Америке и Карибском бассейне: нормализованный потенциал ущерба и потерь, 2003 г., Обзор стихийных бедствий, стр. 101–114.
- ^ Ван, Дж., Л. Чжан, А. Дай, Ф. Иммлер, М. Соммер и Х. Вомель, 2012: Коррекция радиационной сухой систематической ошибки данных влажности Vaisala RS92 и ее влияние на исторические данные радиозонда. Дж. Атмос. Oceanic Technol., будет представлено.
- ^ Мирс, К., Дж. Ван, С. Хо, Л. Чжан и К. Чжоу, 2012: Общее количество водяного пара в столбе, Состояние климата в 2011 году. Бюлл. амер. Метеорол. Соц., в печати.
- ^ Оуэн, SE; Уэбб, Ф.; Саймонс, М.; Розен, Пенсильвания; Круз, Дж.; Юн, С.; Филдинг, Э.Дж.; Мур, AW; Хуа, Х.; Аграм, П.С. (2011), Проект ARIA-EQ: Усовершенствованная быстрая визуализация и анализ землетрясений. Американский геофизический союз, осеннее собрание 2011 г., реферат № IN11B-1298.
