NKG Vasaras skolā No Strūves līdz Visumam
NKG Vasaras skolā No Strūves līdz Visumam
Tartu Observatorija. Foto NKG
Augusta nogalē Ziemeļvalstu Ģeodēzijas komisijas (Nordic Geodetic Commission) (turpmāk - NKG) Latvijas nacionālās grupas (LNG) pārstāvji apguva zināšanas NKG Vasaras skolā No Strūves līdz Visumam (From Struve to Space).
NKG Vasaras skola tiek organizēta reizi četros gados kādā no dalībvalstīm ar mērķi iepazīstināt NKG biedrus ar jaunākajām ģeodēzijas metodēm un nākotnes tendencēm. Vasaras skolas vadmotīvs ir atspēriena platforma NKG biedriem, kas tikai nesen uzsākuši karjeru zinātniskās pētniecības vai valsts pārvaldes laukā. Līdzīgas aktivitātes nesen uzsākušas vairākas starptautiskās zinātniskās organizācijas, kā piemēram Eiropas Ģeozinātņu apvienības (European Union of Geosciences, EGU) jauno pētnieku (Early Career Scientist) atbalsta programma.
Vasaras skolas lekcijām un praktiskajiem darbiem piesaistīti pasaules līmeņa vadošie zinātnieki no NASA Reaktīvās kustības laboratorijas (Jet Propulsion Lab), Eiropas Kosmosa Aģentūras (European Space Agency) un Vācijas Helmholca ģeozinātņu centru (GFZ).
LĢIA/LNG pārstāvji A.Priževoits, A.Keiselis, V.Zuševics, T.Ancāne. Foto NKG.
Pirmo reizi NKG pastāvēšanas vēsturē vasaras skola notika kādā no Baltijas valstīs Igaunijā, Tartu pilsētā. Lekcijas, praktiskie darbi, diskusiju paneļi un plakātu sesijas tika organizētas Igaunijas dabaszinātņu augstskolas (Eesti Maaülikool) telpās ar dažādām papildus lauka ekskursijām.
Tartu meridiāns
Pa kreisi – teleskops, ar ko 19. gs. vidū novērojumus veica F.G.V. Strūve. Pa labi – mūsdienās astronomiskajiem novērojumiem izmantotais teleskops Tartu observatorijas tornī Toraverē.
Ņemot vērā norises vietu NKG Vasaras skolas tēma bija “No Strūves līdz Visumam”, atspoguļojot ģeodēzijas vēsturisko un mūsdienu nozīmi, kā arī vēršot uzmanību uz UNESCO Pasaules mantojumā ietverto Strūves ģeodēzisko loku.
Strūves ģeodēziskais loks ir vienreizējs un unikāls starptautiskais zinātniskais projekts. Lai noteiktu precīzu Zemes formu un izmēru no 1816. gada līdz 1855. gadam veikti triangulācijas mērījumi, kas savienoja Fuglnesa pilsētu Norvēģijā ar Staro-Nekrassivku, tagādējā Ukrainas teritorijā. Skatīt arī https://www.unesco.lv/lv/pasaules-mantojuma-saraksts.
Vasaras skolas dalībniekiem bija iespēja apskatīt vēsturiskās Tartu observatorijas telpas, kurās savus darba gadus pavadījis un nozīmīgākos novērojumus un aprēķinus veicis F.G.V. Strūve. Par ģeodēzisko pēctecību pārliecināties varēja, viesojoties jaunajā Tartu observatorijā Toreverē, kuras kompleksā apvienoti astronomiskie novērojumi, gravimetrisko un GNSS atskaites tīklu pamatpunkti, variometra stacija un pat citplanētu roveru testa poligons.
SWOT un HDM jūras ģeodēzijā
Baltijas jūra tiek plaši izmantota kuģošanai un aizvien lielāku nozīmi iegūst kvalitatīva marīnā infrastruktūra. Tās mugurkauls – precīza un robusta ģeodēziskā atskaites sistēma un jūras dziļuma noteikšana, izmantojot vienotu Baltijas jūras ģeoīdu un GNSS mērījumus uz kuģiem. Šim mērķim Baltijas jūras hidrogrāfijas komisija (Baltic Sea Hydrographic Commission, BSHC) sadarbībā ar NKG ģeodēzistiem izveidoja unikālu ģeoīda modeli un jaunu atskaites virsmu kuģošanai BSCD2000 (Baltic Sea Chart Datum 2000). Pēdējās desmitgades laikā, paralēli jūras gravimetrisko mērījumu kampaņām attīstījušās dažādas tālizpētes metodes, kas var nodrošināt līdzīgu rezultātu tradicionālajām ģeodēzijas metodēm.
Jau kopš 1980. gada pieejamā satelītaltimetrijas tālizpētes metode izmantota Pasaules Okeāna silto straumju pētījumos kā arī ģeoīda aprēķinos uz jūras. Līdz šim, altimetrijas datu pielietojumu ierobežoja datu zemā precizitāte piekrastē. Vienā satelītā apvienojot altimetrijas un divas SAR (Synthetic-aperture radar) ierīces, satelītmisija SWOT (Surface Water and Ocean Topography) šo problēmu likvidē, padarot altimerijas datus pieejamus– piekrastēs, jūras šaurumos, estuāros, plūdmaiņu reģionos un citur.
SAR integrācija altimetrijas satelītā uzlabo datu izšķirtspēju no ~ 16km līdz 300m. DTU
SWOT satelīts ap Zemi riņķo jau kopš 2022. gada un piegādā precīzus, augstas izšķirtspējas ūdens līmeņa lasījumus reizi 21dienā. Šobrīd SWOT pielietojumu pētījumi ir sākuma stadijā, un atliek cerēt, ka nākotnē arī Latvijas pētnieki pievērsīsies SWOT datu analīzei. Nozīmīgs faktors ir datu pēctecība un ilglaicība- SWOT ir tikai pēdējais solis nu jau 25 gadu ilgiem, nepārtrauktiem altimetrijas novērojumiem.
DTU Vidējā jūras līmeņa modeļa pēdējā, 2025.g. iterācija, kas izstrādāta izmantojot SWOT datus. DTU
Papildus SWOT potenciālam pētījumos uz jūras, tika prezentētas arī pielietojuma iespējas iekšzemes ūdenstilpņu līmeņa izmaiņu novērojumos.
SWOT attīstībai paralēli dažādās pasaules daļās nozīmi nezaudē arī teorētiskās modelēšanas metodes. Baltijas jūras, tās ģeogrāfijas dēļ, ir viena no vietām, kur izmanto arī digitālos Jūras virsmas hidrodinamiskos modeļus, HDM (Hydrodynamic Models). Par modeļu atbilstību EVRS (European Vertical Reference System) pārliecinās, izmantojot HDM un EVRS augstumu starpības mareogrāfu stacijās vapkārt Baltijas jūrai.
GNSS signāla traucējumi un kā ar tiem cīnīties
Liela uzmanība pievērsta arī elektromagnētisko viļņu ietekmei uz ģeodēzisko infrastruktūru, ar ikdienas leksikā bieži lietotiem svešvārdiem jamming un spoofing, kas apraksta GNSS signāla traucējumus un maldinājumus. Traucējumu kontekstā jāuzsver, ka GNSS kā metode strādā kā paredzēts, taču ņemot vērā GNSS signāla zudumus, ceļojot no satelīta uz Zemi, uztvērēja saņemtais signāls ir ļoti vārīgs pret elektronisko ietekmi.
Lekciju laikā aplūkoti GNSS traucējumu pamati un tas, kāda tipa traucējumi apdraud signālu katrā no tā raidīšanas un apstrādes posmiem.
Kā jau katrā apmācībā, teorija tika pārbaudīta arī praksē. Dalībniekiem bija iespēja mēģināt identificēt un klasificēt GNSS traucējumus signālā, izmantojot Rumānijas nacionālās kartogrāfijas centra izstrādātu saskarni Geovei-RINEX (ieskatam uz saskarnes balstīts tiešsaistes rīks ROMPOS staciju monitoringam).
Privāto sektoru vasaras skolā pārstāvēja kompānija Septentrio, kas iepazīstināja ar jaunākās paaudzes GNSS/CPU kodoliem ar paaugstinātu noturību pret elektromagnētisko iedarbību.
Mākslīgais intelekts arī ģeodēzijā
Pēdējo gadu straujā attīstība Mākslīgā intelekta, tostarp mašīnmācīšanās laukā ieviesusi realitātes izmaiņas arī ģeodēzijā.
GGOS mašīnmācīšanās darba grupas vadītāja Benedikta Sojas vadībā tika prezentēti mašīnmācīšanās principi un dziļās mācīšanās (Machine Learning / Deep Learning) potenciāls un pielietojums ģeodēzijā.
Kā piemēri aplūkotas iespējas atjaunot iztrūkstošos posmus datu laikrindās un ekstrapolēt mūsdienu novērojumus atpakaļ laikā, pielīdzinot tos vēsturiskajiem datiem. Pašlaik mašīnmācīšanos veiksmīgi izmanto jonosfēras aktivitātes paredzēšanā GNSS signāla korekcijām. Aplūkotas arī iespējas ar mašīnmācīšanās palīdzību uzlabot esošos Baltijas jūras hidrodinamikas modeļus.
Jāsecina, ka tādā datiem bagātā zinātnes laukā kā ģeodēzija mašīnmācīšanās metodēm ir liels pielietojuma potenciāls. Pašlaik izaicinājums ir modeļu spēja paredzēt ekstremālos notikumus, kā arī dažādas endēmiskas mašīnmācīšanās problēmas, kam risinājumi jārod katrā specifiskajā gadījumā individuāli.
Somijas Ģeodēzijas institūta direktors Hannu Koivula, vadot diskusiju par Globālās ģeodēzijas apgādes aprites ieviešanu praksē.
NKG un tās dalībnieki Latvijā
NKG ir ģeodēzistu sadarbības platforma. Tā dibināta 1953. gadā ar mērķi apvienot zinātniekus un valsts pārvaldes darbiniekus, lai izstrādātu augstas precizitātes ģeodēziskos risinājumus nacionālo ģeodēzisko atskaites sistēmu uzturēšanai nākotnē. NKG dalībvalstu nacionālo grupu izveides mērķis ir atvieglot un paplašināt speciālistu sadarbību dalībvalstīs un to starpā gan valsts pārvaldes, gan zinātnes pārstāvju līmenī. NKG dalībniekus Latvijā apvieno Latvijas nacionālā grupa (LNG). Lai kļūtu par biedru, nepieciešams aizpildīt un nosūtīt iesniegumu uz NKGLVNG@gmail.com. Ar nacionālās grupas nolikumu var iepazīties šeit.
Lai gan pilntiesīga NKG locekle Latvija ir kopš 2022. gada, tā ir viena no dibinātājvalstīm NKG idejas priekštecei, Baltijas Ģeodēzijas Komisijai (BGK), kas starpkaru periodā koordinēja ģeodēziskos projektus Baltijas jūras reģionā, tai skaitā Baltijas triangulācijas riņķi.
Aicinām sekot līdzi iespējām Latvijas jaunajiem pētniekiem piedalīties arī nākamajās vasaras skolās un citās ar NKG saistītajās aktivitātēs, kā piemēram NKG zinātnes nedēļās (notiek Islandē, reizi četros gados) un POLENET organizētajās GIA modelēšanas skolās.
Ziņā minētās tēmas padziļināti paredzēts aplūkot NKG LNG kārtējā sēdē šoruden. Precīza sēdes vieta un laiks tiks izziņos Aģentūras un LNG sadarbības organizāciju mājaslapās. Vasaras skolas prezentācijas interesentiem pieejamas tiešsaistē NKG mājaslapā.