Логин:
Пароль:

Работа №1506
Название работы
Исследование и разработка методов подводной голографической регистрации планктона
Автор работы
Дёмин Виктор Валентинович
Дата начала работы Дата окончания работы
2009-09-25 2011-08-05
Аннотация
Объектами исследования являются голографические методы, алгоритмы и аппаратура для регистрации планктона. Разработка методов и аппаратуры для подводного исследования планктона актуальна и имеет практическое значение при проведении океанографических работ, экологических исследований в районах добычи полезных ископаемых и прокладки трубопроводов, при исследовании планктона в рыбопромысловых районах и т. п. При этом в большинстве задач изучения планктона исследователей интересует его видовое распределение, взаимное расположение и миграция планктонных особей в естественной среде обитания, состав колоний.
Тип НИР Источник финансирования Объем финансирования Вид работы
ФЦП 1006600 Федеральное агентство по образованию Фундаментальная
Промежуточный реферат №1
Объектами исследования являются голографические методы, алгоритмы и аппаратура для регистрации планктона. Цель работы на данном этапе - - выбор и обоснование оптимального варианта направления исследований и разработка уточненного плана проведения экспериментальных и теоретических исследований. Эта цель и определяет значимость и место данного этапа для выполнения проекта в целом, поскольку можно считать основной целью всего проекта выработку рекомендаций по использованию результатов проведенных исследований при разработке и изготовлении погружаемых голографических камер для регистрации планктона в натурных условиях. При этом должны быть максимально рассмотрены и систематизированы все особенности, характеристики и ограничения при подвод¬ном исследовании планктона, В соответствии с указанными целями 1 этапа при его выполнении решались следующие задачи. Проведение аналитического обзора существующих работ по оптическим и голографическим методам регистрации и изучения зоо- и фитопланктона в лабораторных и натурных условиях. Проведен анализ состояния исследуемой проблемы и сравнительной оценки вариантов возможных решений. По результатам аналитического обзора осуществлен выбор и обоснование оптимального варианта направления исследований и разработан уточненный план проведения экспериментальных и теоретических исследований. Проведение расчетных и экспериментальных оценок разрешения и глубины сцены голографических методов и обоснование границ их применимости для изучения различных классов зоо- и фитопланктона. Выработка и обоснование точностных критериев параметров планктона, определяемых голографическими методами, применительно к задачам океанологии. Расчеты и экспериментальные оценки данного раздела, а также сравнение возможностей реальных фоторегистрирующих эмульсий и ПЗС-камер с гео- метрическими параметрами планктонных частиц позволяют сделать основной вывод, что голографические методы наиболее информативны при исследовании частиц с размерами от единиц микрометров до единиц сантиметров, что соответствует крупной фракции нанопланктона, всему диапазону размеров микро-, мезопланктона и мелкой фракции макропланктона. Использование цифровых погружаемых камер возможно как в режиме ожидания, так и в буксировочном режиме. Достижимые глубины регистрируемой сцены с приемлемым для указанных видов планктона разрешением - до 500 мм, уменьшается при уменьшении размера частиц. _ Разработка методики оценки качества голографических изображений планктонных частиц. Рассмотрены существующие критерии качества изображений и выяснено, что их применение для оценки качества голографических изображений планктонных частиц неприемлемо. Предложена и апробирована на модельных частицах новая методика оценки качества, построенная на граничном контрасте голографического изображения. Обсуждены чувствительность и устойчивость выбранного критерия качества.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201050236 Дата регистрации ИК: 2010-01-15
Промежуточный реферат №2
Цель работы на данном этапе — повышение информативности фото- и цифровых голограмм планктона и качества голографических изображений планктонных частиц путем проведения расчетных и экспериментальных иссле-дований, разработки методов и алгоритмов, а также модернизации лабораторного оборудования в соответствии с уточненным планом проведения экспериментальных исследований. Для достижения указанной цели при выполнении 2 этапа решены следующие задачи. Модернизирован лабораторный комплекс по регистрации фото- и цифровых голограмм. Комплекс обеспечивает физическое моделирование различных ситуаций при подводной фото- и цифровой голографии планктона. Исследованы аберрации в голографических изображениях планктона. Показано, что при записи и восстановлении цифровых голограмм по осевой (или внеосевой) схеме с освещением частиц на просвет и нормальным падени-ем предметного пучка на плоскость регистрации голограммы, аберрациями в восстановленном голографическом изображении можно пренебречь. Исследованы закономерности, ограничения и информативность гологра-фической регистрации частиц различной формы. Предложены, обоснованы и исследованы критерии, позволяющие количественно оценивать качество голо-графических изображений. Получены оценки разрешения и глубины сцены при голографировании планктонных частиц различной ормы. Исследованы методы и разработаны алгоритмы повышения качества голографических изображений планктонных частиц, восстановленных с цифровых голограмм. Определены границы эффективного применения методов. Разработаны методики, алгоритмы и программное обеспечение цифрового голографического видео, позволяющие определять скорость и траекторию движения планктонных особей в среде обитания.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201056952 Дата регистрации ИК: 2010-10-27
Заключительный реферат
В отчете представлены результаты исследований, выполненных по 3 этапу Государственного контракта № П1736 \"Исследование и разработка методов подводной голографической регистрации планктона\" (шифр \"НК-363П\") от 25 сентября 2009 по направлению \"Океанология\" в рамках мероприятия 1.2.2 \"Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук.\", мероприятия 1.2 \"Проведение научных исследований научными группами под руководством докторов наук и кандидатов наук\" , направления 1 \"Стимулирование закрепления молодежи в сфере науки, образования и высоких технологий.\" федеральной целевой программы \"Научные и научно-педагогические кадры инновационной России\" на 2009-2013 годы. Цель работы – Основной целью работ на третьем, заключительном этапе НИР, является обобщение результатов НИР в целом в виде рекомендаций по возможности их использования в реальном секторе экономики, в образовательном процессе. Теоретические расчеты. Численное моделирование. Экспериментальные исследования в лабораторных условиях. К научным результатам 3 этапа НИР можно отнести следующие: 1. Подходы, принципы, последовательность методов для разработки программного обеспечения идентификации планктонных особей. 2. Разработанная оптическая схема для увеличения исследуемого объема. 3. Программа внедрения результатов НИР в образовательный процесс. 4. Рекомендации по использованию разработанного комплекса методов и алгоритмов в погружаемых голографических камерах для исследования планктона. Основные результаты, полученные на 3 этапе НИР, представлены в 12 работах, среди которых 2 публикации в журнале ВАК, одна – в зарубежном издании.
Инвентарный номер отчета (ИК): 02201159945 Дата регистрации ИК: 2011-08-08
Заказчик
Федеральное агентство по образованию, ФЦП «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2009-2013 годы», Мероприятие 1.2.2. Проведение научных исследований научными группами под руководством кандидатов наук, Конкурс НК-363П «Проведение поисковых научно-исследовательских работ по направлению «Океанология» в рамках мероприятия 1.2.2. Программы», ГК № П1736 от 25.09.2009
ГРНТИ УДК Инвентарный номер Госшифр Госконтракт Договор
37.25.00 ( ГЕОФИЗИКА. Океанология. . )
37.25.03 ( ГЕОФИЗИКА. Океанология. Океанологические наблюдения и обработка данных. )
69.09.00 ( РЫБНОЕ ХОЗЯЙСТВО. АКВАКУЛЬТУРА. Биологические ресурсы Мирового океана и внутренних водоемов. . )
47.37.29 ( ЭЛЕКТРОНИКА. РАДИОТЕХНИКА. Голография. Оптическая голография. )
535:778.38; 501498 П1736
Ключевые слова
океанология, планктон, невозмущающие методы, подводная голография, цифровая голография планктона, цифровое голографическое видео планктона
Предполагаемый результат работы
Отчет
Организации соисполнители
Государственный учет результатов НИОКР в БД РНТД Минобрнауки РФ
Получить полный доступ
Основание к регистрации темы (электронный вариант)
Только для служебного пользования
   
2007 © ОНТИ НУ ТГУ
E-mail: onti@sun.lib.tsu.ru
Тел: 52-76-99