Baltijos jūros povandeninių rifų kartografavimas naudojant rekreacinio tipo šoninio skenavimo sonarą

Rifai neatskiriama Baltijos jūros ekosistemos dalis. Šių rifų svarbą ir apsaugos nuostatas apibrėžia Europos sąjungos Tarybos direktyva 92/43/EEB, kurios įpareigota Lietuva LR aplinkos ministro 2015-07-08 įsakymu Nr. D1-530 įsteigė talasaloginį draustinį ir Baltijos jūros rifus priskyrė NATURA 2000 saugomoms teritorijoms. Pagal Buveinių Direktyvą ES šalys narės įsipareigoja imtis priemonių, kurios turi palaikyti arba atstatyti gerą Europos svarbių buveinių būklę, o Lietuva dar nėra atlikusi išsamaus rifų kartografavimo ir šiuo metu rengia jo stebėjimo charakteristikas. Kadangi priekrantės zonoje (nuo 1 iki 10 m izobatos) po vandeniu gausu didelių riedulių, kurie kai kuriais atvejais gali kyšoti iš vandens, todėl ši zona didesniems tyrimų laivams nepasiekiama, nuotoliniai metodai limituoti dėl prasto Baltijos jūros vandens skaidrumo, o įvairaus pobūdžio distanciniu būdu valdomos profesionalios tyrimo priemonės, yra labai brangios. Todėl viena dinamiškiausių kranto zonų yra menkai ištirta, o rifų būklė, kuriuos Lietuva yra įsipareigojusi saugoti nėra žinoma. Šio darbo tikslas – įvertinti rekreacinio tipo šoninio skenavimo sonaro panaudojimo galimybes Baltijos jūros rifo, ties Olando kepurės skardžiu, kartografavimui. Tyrimo objektas – Baltijos jūros priekrantės zonos ties Olando kepurės skardžiu dugnas. Tyrimo medžiaga buvo surinkta dviejų lauko tyrimo metu, nardant ir skenuojant dugną sonaru, vėliau duomenys buvo apdorojomi ir analizuojami skirtingais būdais ir metodais: naudoti interpoliavimo metodai, regresinio sprendimų medžio analizė, statistiniai vidurkių palyginimai ir ribinių verčių nustatymas, grafinės analizės dalis. 4 Galima teigti, kad rekreacinio tipo sonarai gali būti taikomi moksliniuose tyrimuose, vidutiniškai kas 1,7 m buvo užfiksuoti gylio pokyčiai, kurie leido išskirti du pagrindinius dugno tipus – smėlynus ir akmenynus (identifikuojamus kaip rifus). Panaudoti interpoliavimo IDW ir Kriging metodai atskleidė, kad batimetrinio žemėlapio sudarymui Kriging ir IDW interpoliavimo reikšmių vidurkis statistiškai reikšmingai skyrėsi nuo echogramuose fiksuotų reikšmių, bet mažesnį skirtumą turėjo IDW interpoliavimo metodas, todėl jis laikomas tinkamesniu analizuojamos vietos batimetrinio žemėlapio sudarymui. O sudarytas sprendimų medis leido nustatyti dugno tipo ryšį su gyliu. Labiausiai išsiskyrė smėlis, kai nuolydžio reikšmė <89,98, o šiurkštumo indeksas turi ryšį su akmenynu, indeksui esant <0,3495 arba >= 0,5455 akmenynas buvo nustatytas 98 % tikslumu. Pritaikius transektų planą kaip x ir y plokštumą, o skersinius kranto profilius kaip z, buvo sudarytas rifų pasiskirstymo žemėlapis, kuris buvo palygintas su Baltijos jūros geologiniame atlase užfiksuoto rifo ribomis, paaiškėjo, kad dabartiniame žemėlapyje rifų kiekis yra 35 procentais didesnis ir didžiausias skirtumas matomas, aukštojoje priekrantės zonoje. Priekrantės zonoje naujai pažymėtame rife, anksčiau vykdant lauko tyrimus buvo fiksuoti keli saugomos rūšies raudondumbliai Furcellaria lumbricalis.

Reefs are an integral part of the Baltic Sea ecosystem. The importance and protection provisions of these reefs are defined by the Directive 92/43 / EEC of the Council of the European Union, which was obliged by the Order of the Minister of Environment of the Republic of Lithuania No. D1-530 established a thalassological reserve and classified the Baltic Sea reefs as NATURA 2000 protected areas. Under the Habitats Directive, EU member states undertake to take measures to maintain or restore the good condition of important habitats in Europe, and Lithuania has not yet carried out a comprehensive mapping of reefs and is currently preparing characteristics for its monitoring. Due to the many numbers of large boulders underwater in the coastal zone (1 to 10 m isobath), which in some cases may protrude from the water, this zone is not accessible to larger survey vessels, remote methods are limited due to poor transparency of the Baltic Sea and various remote control professional investigative tools are very expensive. Therefore, one of the most dynamic coastal areas is poorly studied, and the condition of the reefs that Lithuania is committed to protecting is unknown. The aim of this work is to evaluate the possibilities of using recreational - type side-scan sonar for mapping the Baltic Sea reef near the Dutch cap cliff. The object of the research is the bottom of the coastal zone of the Baltic Sea at the cliff of the Dutch cap. The study material was collected in two field studies by diving and bottom scanning, then the data were processed and analyzed in different ways and methods: interpolation methods used, regression decision tree analysis, statistical mean comparisons, and determination of cut-off values, part of the graphical analysis. It can be stated that recreational-type sonar can be applied in bottom research, on average every 1.7 m changes in depth were recorded, which allowed distinguishing two main types of the bottom - sand dunes and rocks (identified as reefs). The IDW and Kriging interpolation methods used revealed that the mean of the Kriging and IDW interpolation values for bathymetric mapping differed statistically significantly from the values recorded in the echograms, but the IDW interpolation method had a smaller difference and was therefore considered more suitable for bathymetric mapping. The formed decision tree allowed to establish the bottom-type relationship with the depth. Sand excreted the most when the slope value was <89.98 and the roughness index was related to the rock, with an index of <0.3495 or> = 0.5455 the rock was determined with 98% accuracy. Applying the transect plan as the x and y planes and the shore profiles as z, a map of the reef distribution was compiled and compared with the boundaries of the reef in the Baltic Sea geological atlas, in the high coastal zone. In the newly marked reef in the coastal zone, several protected species of red alga Furcellaria lumbricalis have been detected in previous field surveys.