Badanie wpływu parametrów filtracji geodanych pozyskiwanych wielowiązkową sondą interferometryczną GeoSwath+ na wynik modelowania powierzchni dna

• Autorzy: Stateczny A. , Grodzicki P. , Włodarczyk M.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the impact of filtration parameters of geodata obtained by means of interferometric multibeam echo sounder GeoSwath+ on the result of sea bottom modelling

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Echosonda jest urządzeniem służącym do pomiaru pionowej odległości między przetwornikiem (głowicą) echosondy a dnem morskim bądź obiektem znajdującym się na dnie morskim, z wykorzystaniem fali hydroakustycznej. W ogólnym zarysie określenie głębokości akwenu polega na pomiarze czasu, jaki fala hydroakustyczna potrzebuje na dotarcie do dna lub obiektu oraz powrót do przetwornika w postaci fali odbitej. W celu uzyskania pełnego wyniku potrzebna jest również znajomość prędkości rozchodzenia się dźwięku w wodzie oraz kierunku, w którym impuls został wysłany i z którego powraca. Pomiar kąta dokonywany jest na różne sposoby w zależności od rodzaju echosondy. Najprostszym przykładem echosondy jest echosonda jednowiązkowa zwana też pionową. Jej działanie polega na wysłaniu z przetwornika wąskiej wiązki sygnału hydroakustycznego pionowo w dół. W celu zwiększenia wydajności oraz skuteczności pomiarów stosuje się echosondy wielowiązkowe, czyli takie które z jednego przetwornika emitują kilka lub kilkanaście wiązek sygnału w różnych kierunkach i na tychże kierunkach prowadzą nasłuch. Rozwiązanie to pozwala na przeszukanie znacznie większego obszaru w porównaniu z echosondą jednowiązkową przez zwiększenie szerokości pasa przeszukania. Swoistą modyfikacją echosondy wielowiązkowej jest echosonda interferometryczna. Z uwagi na bardzo szeroki kąt pracy pozwala ona na jednoczesne zbieranie danych pionowych (tak jak typowa echosonda wielowiązkowa) oraz poziomych (jak sonar boczny). Dane o głębokości uzyskiwane są nie tylko na podstawie pomiaru czasu w jakim fala hydroakustyczna odbita od obiektu powróci jako echo do przetwornika, lecz także na podstawie pomiaru różnicy faz fali hydroakustycznej docierającej do piezoelektrycznych czujników zamontowanych w przetworniku. Znając położenie i orientację przetwornika oraz czas podróży sygnału i różnicę faz, istnieje możliwość wyznaczenia położenia bardzo dużej liczby punktów w szerokim zakresie kątowym.

EN

Echo sounder is a measuring instrument to measure the vertical distance between the transducer (head) of the echo sounder and sea bottom or an object on the bottom, using a hydroacoustic wave. In a general outline, determination of the depth of a basin is measurement of time a hydroacoustic wave reaches bottom or object and returns back to the transducer as a reflected wave. The most simple example of an echo sounder is single beam echo sounder, also known as vertical echo sounder. In order to increase the effectiveness of the measurement multibeam sounders are used, emitting a few or a dozen or so signal beams in different directions and monitoring these directions. Swath sounder is a modification of multi beam echo sounders. Thanks to its very wide working angle, it allows for a simultaneous collection of vertical data (as a typical multibeam sounder) and horizontal data (as side scan sonar).The data on depth are acquired not only on the basis of time for a reflected hydroacoustic wave to return from the object to the transducer, but also on the basis of measuring the difference between the phases of a hydroacoustic wave reaching the piezoelectric sensors installed in the transducer. This paper presents the main sources of errors of measurements taken by swath sounder. One of the problems related to the bathymetric measurements is recording of too much data and all kinds of noises. Bathymetric data processing is performed in few stages. The data collected during acquisition are filtered. Four main types of filters used for data processing include: amplitude filter, limit filter, across track filter and along track filter. The analysis of the filters. operation and the influence of their settings on the shape of the grid, presented in this paper, was performed on the basis of samples collected around Babina, near Szczecin Harbour. The grid established according to specific filter settings was exported to Surfer 9.0 software and then compared to the standard grid, established using correct - in the view of a hydrographer - combined filter settings. Amplitude filter, across track filter and along track filter were analyzed. The limit filter was not used, because of its nature. During the analysis of the amplitude filter, when comparable projection was established, only the analyzed filter was used, while the others were turned off. In the case of across track filter and along track filter, the amplitude filter was set on 0.4% of the minimum value (manufacturer recommendations for shallow water measurements)., The absolute values and statistics were calculated from the differences in examined grid and standard grid, and then further analyzed.

Słowa kluczowe

PL

hydrografia; echosonda wielowiązkowa

EN

hydrography; multibeam echosounder

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 8, z. 5
• Strony: 121--130
• Opis fizyczny: Bibliogr. 4 poz.

Twórcy

autor

Stateczny A.

autor

Grodzicki P.

autor

Włodarczyk M.

• Katedra Geoinformatyki, Wydział Nawigacyjny, Akademia Morska w Szczecinie,

Bibliografia

• 1. Engineering and Design Hydrographic Surveying, US Army Corps of Engineers, Washington, 2004.
• 2. IHO Manual on Hydrography (C.13), 1st Edition, April 2010.
• 3. IHO Standards for Hydrographic Surveys (S . 44), 5th Edition, February 2008.
• 4. GeoSwath Plus Operational Manual, GeoAcoustics, 2009.