Можно ли с летающего самолета обнаружить или распознать млекопитающих, рыб или любых других морских существ, плавающих в океане?

Это уже возможно, с некоторыми ограничениями.

В настоящее время дроны используются для исследования кашалотов,

исследования самолетов являются дорогостоящими, инвазивными и непрактичными. Большие самолеты не могут приближаться к млекопитающим без изменения их поведения.

С другой стороны, гораздо меньшие по размеру и более тихие дроны недороги и могут летать почти прямо над головой.

Также акул наблюдают с воздуха

Итак, пока ваше существо или ваша стая существ достаточно велика и вы не летите слишком высоко над уровнем моря, вы можете наблюдать за ней с воздуха.

Конечно, вам нужно иметь спокойную поверхность и прилично чистую воду, чтобы иметь возможность заглянуть под поверхность.

Если вы хотите обнаружить синего кита (длиной 30 м) с высоты 2000 м в спокойной и чистой воде, ваша оптическая система должна разрешать$2 \arctan(15/2000) = 0.46^\circ$.

Лидар используется для наблюдения за множеством различных морских животных с воздуха.

https://en.wikipedia.org/wiki/Лидар

Лидар (также называемый LIDAR, LiDAR и LADAR) — это метод съемки, который измеряет расстояние до цели путем освещения цели импульсным лазерным светом и измерения отраженных импульсов с помощью датчика. Различия во времени возврата лазера и длинах волн могут затем использоваться для создания цифровых трехмерных изображений цели.

Эта группа изучает коммерчески важные косяки рыб и планктона.

https://www.esrl.noaa.gov/csd/groups/csd3/instruments/floe/measurements.html

Из-за ограниченной глубины проникновения лидар наиболее эффективен при съемке рыб, обитающих у поверхности. Те, которые были успешно исследованы, включают менхаден, сардины, скумбрию, лосося, кефаль, мойву, анчоусы, сельдь, кальмаров и медуз. Совпадение между результатами лидара и более традиционными результатами эхолота хорошее, если оба инструмента охватывают одну и ту же область в одно и то же время, и становится все хуже по прошествии нескольких дней. Чтобы получить это согласие, данные лидара должны быть каким-то образом пороговыми, чтобы исключить отражение от уровней фонового рассеяния.

В целях исследования мы хотели бы преобразовать лидарный сигнал в глубинный профиль плотности биомассы для каждого вида. Это означает, что нам нужно знать отражательную способность каждого целевого вида, и мы должны иметь возможность идентифицировать виды, ответственные за наши сигналы. В настоящее время измерения лазерной отражательной способности были проведены на трех видах живой рыбы: сардины, скумбрия и менхаден.

https://www.frontiersin.org/articles/10.3389/fmars.2017.00366/full

Масштаб изображения устанавливается с помощью системы регистрации данных LIDAR / GPS с независимым питанием, записывающей высоту и местоположение GPS с частотой 1 Гц. Фотограмметрическая калибровка камеры и объектива позволила строго учитывать параметры искажения во время анализа изображения с помощью специально запрограммированного графического пользовательского интерфейса (GUI), работающего в MATLAB. Регистратор данных, методы калибровки камеры и программное обеспечение для измерений адаптируются к широкому спектру платформ БПЛА. Средняя точность LIDAR, измеренная с 10 мостов на высоте 9–39 м над водой, составила 99,9%. Мы провели 136 полетов на субантарктических Оклендских островах Новой Зеландии, чтобы измерить южных южных китов. Средняя длина 10 отдельных китов, каждый из которых был сфотографирован от 7 до 15 раз, имела CV (SD/среднее) в диапазоне от 0,5 до 1,8% (среднее = 1,2%). Повторные измерения плавающей эталонной цели показали среднюю ошибку c. 1%. Наша система относительно недорогая, ее легко собрать, она производит точные воспроизводимые измерения по одиночным вертикальным изображениям и, следовательно, применима к широкому кругу экологических вопросов в морских и наземных средах обитания.

Лидар изображения не будет выглядеть как кит для человека. Вы должны знать, как кит (или кальмар, или косяк планктона, или рыба) выглядит с помощью LIDAR, и поэтому вам нужно установить базу изображений, что первая группа и делает с рыбой.

Лидар можно использовать ночью или с достаточно большой высоты, чтобы разумные животные вас не заметили.

В связанных статьях упоминаются инфракрасные изображения, но мне неясно, используют ли они инфракрасный лидар или это дополнительный метод визуализации.

Так как никто не публиковал это раньше:

Источник: http://scienceline.ucsb.edu/getkey.php?key=4903 .

Источник указывает NOAA на диаграмму. Некоторые быстрые исследования покажут в основном те же результаты из других источников... Я включаю эту диаграмму из-за ее полноты и простоты.

Другие длины волн также не помогают. Радар и микроволновка будут работать еще хуже. Вам, вероятно, понадобятся гамма-лучи, чтобы проникнуть дальше, чем на 200 метров, но я не знаю, возможно ли вообще иметь при этом разумное разрешение (и я думаю, что вы хотите, чтобы животные оставались здоровыми после обнаружения).

Поэтому, если вы хотите обнаружить животных, взглянув на них , вы будете только скользить по поверхности. Учитывая, что многие из этих педерастов развили своего рода камуфляж на спине (например, косатки, большие белые акулы), у вас еще большие проблемы.

Вы ограничены визуальным контактом, если хотите обнаружить отдельных животных. Если вы отбросите это требование, то есть если захотите узнать, есть жизнь или нет, вы можете пойти другим путем. Спектография покажет вам, где на поверхности есть хлорофилл и другие вещества. Ищите органические, они явные признаки жизни.

Наконец, вы также можете заметить цветение водорослей и облака криля с очень большого расстояния (даже из космоса, если вы хотите добавить спутниковые снимки в качестве резервной копии), визуально или спектрографически. Преследуйте эти области, и у вас будет больше шансов обнаружить зверей всех размеров, от тюленей до синих китов, если вы достаточно терпеливы.

1. На данный момент вы можете использовать термическое и обычное зрение, чтобы увидеть рыбу. Однако тепловое зрение работает только с теплокровными морскими животными.

2. В настоящее время корабли используют гидролокатор для обнаружения скоплений рыбы и других объектов под водой. Очень возможно, что в ближайшие 50 лет будут созданы другие устройства, не использующие звук, а, может быть, другие виды волн, которые не отражаются от поверхности воды. Это очень правдоподобно.

Правдоподобно, но более футуристично: акулы сканируют электромагнитные поля, чтобы найти свою добычу. Это также может стать реальностью в будущем.

E / M не проникает достаточно, чтобы быть полезным для обнаружения рыбы ниже нескольких десятков метров, как указано в других ответах.

Я хотел бы восстановить звуковое обнаружение. Существуют способы как индуцировать, так и измерять звуковые волны на расстоянии, поэтому вам не нужно будет механически взаимодействовать (без буев и т. д.). Технологическая система недоступна в 2018 году, но все компоненты доступны, поэтому я думаю, что при правильном экономическом обосновании ее можно будет разработать.

Для каждого материала существуют определенные частоты лазера и локальная напряженность поля, которые заставляют материал не просто нагреваться, а непосредственно абляции. В настоящее время это используется в лазерной маркировке. Процесс абляции вызывает в материале небольшую ударную волну, поэтому, рассчитывая время абляции, можно ввести в среду любую звуковую волну. В настоящее время это используется в материаловедении и исследуется как способ разрушения камней в почках с помощью индуцированного ультразвука. Использование более чем одного места даже дало бы возможность создания фазированной решетки, что дало бы вам возможность создавать направленные звуковые волны. Итак, теперь у вас есть настраиваемый, поворотный источник звука (или даже источники) на воде. Дистанционное считывание обратного сигнала также находится в пределах нашей технологической досягаемости, лазеры, использующие сигнальные и волновые помехи, уже привыкли слушать разговоры, считывая вибрацию окон. Опять же, создание более чем одной точки прослушивания улучшает прием за счет возможностей обработки сигнала, которые предлагает массив (направленность, подавление шума, локализация).

Однако звуковое изображение способно обнаруживать только объекты, акустическое сопротивление которых заметно отличается от окружающей среды, поэтому исключительно мягкие существа, такие как медузы, не будут обнаружены.

Да, пока животное, которое вы ищете, находится близко к поверхности.

Звук — почти единственное средство обнаружения на большом расстоянии, а для этого нужно коснуться воды. В противном случае вы будете использовать электромагнитное излучение в той или иной форме, будь то видимый свет, радар или инфракрасное излучение.