Батиметрические исследования проводились с использованием автономного дрона Apache 3 с однолучевым одночастотным эхолотом. Технические характеристики дрона и эхолота приведены в таблице 1

Таблица 1 - Основные характеристики автономного батиметрического дрона Apache 3

Для подстройки точности эхолота дрона произведено определение поправок эхолота на водах залива Каратомарского водохранилища методом тарирования. Работа выполнена с помощью тарировочного диска и штанги гидрометрической. Подстройка точности произведена с настройкой параметров на глубинах 1, 3 и 5 метров данного водоема (залива водохранилища), плюс дополнительно 10 и 15 метров для самого водохранилища. Встроенный эхолот батиметрического комплекса имеет действующий сертификат о поверке средства измерений с необходимым классом точности. 

Для получения максимальной точности первичных данных и повышения эффективности использования дрона осуществлялась географическая привязка с использованием DGPS. Использована GPSS станция типа CNCNAV i80. Станция ГНСС имеет утверждение типа в качестве средства измерений и действующий сертификат о поверке средства измерений с необходимым классом точности. 

Построение маршрутов прогонов дрона произведено в программном продукте AutoPlanner 2.0.11.9341. Использована система координат WGS84. Предобработка полученных батиметрических данных выполнена в свободно распространяемом ГИС-пакете QGis v 3.34.11. В данном же пакете выполнено получение разрезов и обработка цифровой модели чаши водохранилища. Построение уреза воды осуществлено по наложенному снимку Sentinel-2_L2A_True_color от 04/07/2024 года, соответствующему 98% наполненности чаши водохранилища (по данным КФ “Казводхоз”).

Сравнение качества имеющихся космических снимков от 14/06/2024 и 04/07/2024 с разрешением 30 м/пиксель приведено ниже. Качество снимков определено облачностью в день космической съемки над объектом исследования. Снимок от 04/07/2024 обладает лучшими показателями качества (рисунок 1).

Уменьшение площади зоны воды на снимке формата Sentinel-2_L2A NDWI (Normalized Difference Water Index) над снимками Google и Sentinel-2_L2A_True_color вызвано существенным зарастанием русла рек тростником в границах начала водохранилища (несмотря на максимальный уровень подъема воды в водохранилище за последние 10 лет).

Рисунок 1 - Фрагменты снимков Sentinel-2_L2A от 14/06/2024 и 04/07/2024 при построении береговой линии Каратомарского водохранилища, классифицированный снимок водохранилища в формате NDWI с оконтуриванием и зона оконтуривания водного зеркала на топографическом плане 

Длина линии уреза воды составила 93,77 км, что при разрешении снимка 30 м/пиксель соответствует порожденной погрешности оконтуривания площади зеркала водохранилища не более чем в 5,63 км2. В качестве подложки цифровых моделей водохранилища использованы Google-снимки согласно бесплатной ограниченной лицензии. Использование снимков Sentinel-2_L2A определено ESA Open Access. Интерполяция по исходным данным и моделирование поверхности чаши водохранилища и залива произведено в программном продукте Surfe. В качестве алгоритма интерполяции выбран геостатический метод простого крикинга.