Проект Ocean's SURFREEF в Палава-ле-Фло

Моделирование работы модулей UpBlock, интегрированных для повышения естественной устойчивости пляжа. © Lineup Ocean

Вид на побережье Палавас-ле-Фло с волнами. © Lineup Ocean

Previous Next

Средиземноморское побережье сталкивается со значительными экологическими и экономическими проблемами. Залив Лион, который изучается на предмет эрозии и риска наводнений уже более 15 лет, является ярким примером этих проблем. Сокращение поступления наносов из рек, включая Рону, впадающих в залив, усилило прибрежную эрозию, проблема, которая еще больше усугубляется изменением климата.

Увеличение частоты и интенсивности штормов ускорило эрозию пляжей. Искусственные сооружения, построенные для смягчения этого явления, такие как каменные волнорезы и дамбы, установленные с 1970-х годов, часто достигают предела своих возможностей. Хотя эти сооружения помогают стабилизировать песчаные отмели на местном уровне, со временем они разрушаются и препятствуют естественному восстановлению пляжей.

Палавас-ле-Фло сквозь века на 4 официальных картах © Geoportail

В 2010-х годах с помощью земснарядов были предприняты масштабные проекты по восстановлению пляжей. Эти работы, обошедшиеся в миллионы евро, по мнению местных заинтересованных сторон, должны были обеспечить наличие песка на несколько лет или даже десятилетий. Однако последствия штормов быстро подорвали эти прогнозы, снизив их эффективность до менее чем пяти лет.

Проект SURFREEF

Команда Lineup Ocean провела обширные исследования процессов, влияющих на средиземноморское побережье. В рамках проекта SURFREEF они тестируют новое поколение подводных сооружений, предназначенных для ограничения прибрежной эрозии. Вдохновленная природными механизмами мангровых лесов, эта экологичная инновация призвана рассеивать энергию разрушительных волн и способствовать восстановлению песчаных отмелей.

Модули UpBlock, напечатанные на 3D-принтере из биоразлагаемого материала (низкоуглеродистого строительного раствора), представляют собой многообещающий французский прорыв. Они предназначены для повышения естественной устойчивости пляжей и одновременно для поддержки местного биоразнообразия.

Для компании YellowScan техническая задача проекта SURFREEF является одновременно вдохновляющей и стимулирующей. Команда оказала поддержку компании Lineup Ocean, развернув ее топо-батиметрическую лидарную систему Navigator.

Установление базового уровня

Первый этап проекта был посвящен созданию всеобъемлющей базовой линии, интегрирующей физические и биологические показатели. Топография являлась важной составляющей этого прибрежного проекта. В рамках этого процесса система Navigator использовалась для моделирования всего пляжа, включая волнорезы, в условиях спокойного моря и чистой воды.

Навигатор YellowScan, установленный на дроне DJI M600 перед началом миссии. © YellowScan

Батиметрический лидар использует зеленые лазерные импульсы. Они позволяют измерять расстояние от поверхности воды до морского дна. С летающей платформы лазерный сканер излучает зеленое излучение, которое проходит сквозь воду и отражается от дна. Лазерный сканер собирает отраженное излучение импульса и вычисляет время, прошедшее между излучением и приемом, чтобы получить расстояние как до поверхности воды, так и до морского дна. Максимальная глубина воды, которую можно измерить с помощью Navigator, составляет 2 глубины по диску Секки.

Тщательно спланированная миссия

Для выполнения миссии требовалось соблюдение многочисленных параметров. Навигационная система нуждалась в дроне, способном нести полезную нагрузку в 4 кг. В связи с общим весом дрона был выбран сценарий полета S1. В миссии использовался дрон DJI M600, зарекомендовавший себя в батиметрических лидарных миссиях.

Учитывая городскую среду и наличие воздушного коридора, были получены разрешения на полеты, и все юридические требования были соблюдены. Палавас-ле-Фло, популярный приморский курорт недалеко от аэропорта, также представлял собой логистические проблемы. Чтобы свести к минимуму сбои, картографирование проводилось на рассвете при поддержке муниципальной полиции, обеспечивавшей безопасность территории.

Для создания всеобъемлющей картографической базы решающее значение имела плотность данных. План предусматривал обследование экспериментального участка площадью 8 гектаров менее чем за 20 минут, на высоте 50 метров и со скоростью 5 м/с. На практике протокол был адаптирован с учетом трех различных зон взлета и посадки для поддержания максимально допустимого расстояния между дроном и пилотом.

На протяжении всей операции пилот дрона, оператор LiDAR и члены команд Lineup Ocean и YellowScan обеспечивали бесперебойное выполнение полетов. Пешеходы, спортсмены и местные жители были проинформированы о проекте SURFREEF и о ходе его реализации.

Обработка данных

Сгенерированные с помощью Navigator облака точек были обработаны и классифицированы, затем сопоставлены с контрольными точками (GCP) и, для наземной части, с данными фотограмметрии. Учитывая характер проекта и картографируемую территорию, на обработку данных было отведено полдня.

Топо-батиметрическое облако точек LiDAR было обработано автоматически с помощью программного обеспечения YellowScan CloudStation. Плотность точек под водой составляла не менее 20 точек/м². Это программное обеспечение использовалось для классификации и фильтрации с целью экспорта морского дна в виде цифровой модели рельефа (ЦМР).

Сравнение данных LiDAR с топографическими съемками, выполненными с помощью GNSS-стержня (GCP), показало точность на уровне сантиметров. Такая точность необходима для обнаружения движений песчаных отмелей, а также любых изменений или смещений будущих сооружений UpBlock или существующих волноломов.

Затем для наложения обработанных данных использовалось программное обеспечение Terrasolid. Компания Lineup Ocean провела фотограмметрическое моделирование в апреле 2025 года, а сбор данных LiDAR состоялся в июне 2025 года. Наблюдаемые различия в профиле пляжа были объяснены сезонными изменениями, такими как зимние штормы. Стационарные сооружения и волнорезы служили опорными точками, показывая, что профиль пляжа изменился в период с апреля по июнь. Сбор данных LiDAR выявил перепад уровня почти на 20 см в некоторых районах обнажившегося пляжа, явление, которое было объяснено формированием «летнего профиля» командой Lineup Ocean.

Выводы и перспективы на будущее

Операция в Палавас-ле-Фло, сочетающая новую методологию и предварительную оценку базовых параметров, подтвердила эксплуатационные возможности прибора Navigator. Этот инструмент эффективно заполняет пробелы в батиметрических данных, обеспечивая при этом непрерывность топографических данных с точностью до сантиметра.

Протокол полетов, утвержденный властями, послужит ориентиром для будущих операций. Следующие сборы данных будут проводиться во время установки демонстрационного сегмента модулей UpBlock и после первого шторма для измерения движения песчаных отмелей на участке. Компания YellowScan примет участие в этих операциях в качестве технического партнера.

Компания YellowScan выражает благодарность команде Lineup Ocean за доверие и открытость к новым технологиям, а также муниципалитету Палавас-ле-Фло и Генеральному управлению гражданской авиации за поддержку.