Hajók keltette hullámok vizsgálata drónfelvételek alapján

Rövid leírás: 

A folyami hajózás napjaink legkörnyezetkímélőbb fuvarozási formája az alacsony fajlagos üzemanyagfogyasztásból eredő alacsony CO2 kibocsátásnak köszönhetően. Míg a vízi közlekedés globális léptékben jogosan nevezhető zöldnek, helyi léptékben – különböző mechanizmusokon keresztül – mégis komoly hatással lehetnek a hajók a vízi ökoszisztémára. A hatások döntő többsége a hajók által keltett hullámokhoz köthetők (Gabel et al., 2017), így minden módszer, ami a hullámzások megértését segíti, nagyban hozzájárulhat a felmerülő problémák kezeléséhez is.

A hullámok partközeli hatásának vizsgálatára számos terepi mérésen és számítógépes modellezésen alapuló módszer elérhető már (pl. Fleit et al., 2019). A hajók közvetlen közelében végbemenő hullámkeltés folyamatának megértése azonban továbbra is kihívás, mivel a hagyományos (rögzített) mérőműszerekkel nem végezhetők mérések ilyen körülmények közt. Az utóbbi években a drónok és a videó szenzorok intenzív fejlődésen mentek keresztül. Ezek az eszközök a megfelelő képfeldolgozási algoritmusokkal ötvözve számos mérnöki- és tudományterületen kínálnak gyors és olcsó mérési módszereket. A hajóhullámok légi videók alapján történő vizsgálata érdekes és bíztató terület lehet a legkorszerűbb technológiák alkalmazására.

A kutatás során egy olyan számítógépes algoritmus tesztelését végezzük el, amelyik képes a hullámok irányának és hullámhosszának számszerű értékelésére videófelvételek alapján. A Matlab programban fejlesztett eszköz a képeket alkotó pixelek szürkeintenzitásának lokális, két-dimenziós Fourier-transzformációján alapul.

A kutatásban résztvevő hallgató drónfelvételek készít a hajók keltette hullámokról a Dunán, majd a felvételekre alkalmazza a hullámzás paramétereinek területi eloszlását levezető algoritmust. Az kutatás remélt eredményei közelebb vihetnek minket a hajók jellemzői (pl. alak, szélesség, merülés, sebesség stb.) és az általuk keltett hullámjelenségek közti kapcsolatok megértéséhez valós körülmények közt.

 

 

Hivatkozások

Gabel F., Lorenz S., Stoll S. (2017) Effects of ship-induced waves on aquatic ecosystems. Science of the Total Environment, 601-602:926–939.

Fleit G., Baranya S., Krámer T., Bihs H., Józsa J. (2019) A practical framework to assess the hydrodynamic impact of ship waves on river banks. River Research and Applications 35:1428-1442.

Javasolt képzés: 
BSc téma
MSc téma