Poprawa potencjału interpretacyjnego obrazów sonaru skanującego w oparciu o dane z sondy wielowiązkowej

• Autorzy: Stateczny A. , Ratuszniak N.

Warianty tytułu

EN

Improvement in the interpretative potential of scanning sonar images based on multibeam echosounder data

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wysokoczęstotliwościowy sonar skanujący pozwala na dokładniejsze obrazowanie dna niż ma to miejsce w przypadku zastosowania sonaru bocznego. Ze względu na stacjonarny, niezaleny od jednostki pływającej tryb pracy charakteryzuje go brak zakłóceń związanych z ruchem oraz mniejsza podatność na zaburzenia przez inne urządzenia. Jednak bliskodenny charakter pracy oraz specyfika biegunowego odwzorowania ma wpływ na późniejsze określenie charakterystyki dna i identyfikację ewentualnych obiektów podwodnych. Wizualizacja sygnału echa oraz podobieństwo jej efektu do zdjęć fotograficznych pozwala na stosowanie metod interpretacyjnych zbliżonych do metod dedykowanych takim obrazowaniom. Fotointerpretacja skupia się głównie na określaniu bezpośrednich cech obrazowanego obiektu, takich jak kształt, wielkość, barwa itp. oraz cech pośrednich, jak cień i rozmieszczenie topograficzne (Cambell, 2002). Jednak potencjał interpretacyjny obrazu cyfrowego związany jest z jego rozdzielczością, głębokością bitową, rozróżnialnością obiektów (Kurczyński, 2005) oraz tzw. kontekstem, który jest zbudowany w oparciu o istniejący stan wiedzy osoby interpretującej obrazowaną rzeczywistość. Dążenie do automatyzacji procesu analizy obrazu sonarowego musi być związane z badaniem wpływu wiedzy osoby interpretującej na odbiór treści obrazowej.

EN

The use of rotary scanning sonar allows more precise bottom examination than standard side scan sonar imaging. However, operational characteristics of this device bring about a number of issues not occurring in side scan which have a significant impact on the image and further identification of underwater objects. The interpretative potential of an image is based on its resolution, bit depth, objects discrimination and the context built on the knowledge of the person, who analyses the mapped reality. As the first three factors are independent of the interpreter, the image context is closely related to his knowledge about scanned region and possible objects on the see bottom. Therefore, to improve the interpretative potential of the sonar image more information about the represented area should be added. The basic information about the image is its location, which in this case depends directly on the position of sonar transducer during the signal recording. Due to its entirely underwater stand-alone work, the exact position of the transducer is unknown. There is no rational possibility to obtain direct information from GPS-RTK receiver. The proposed method uses approximate position, bathymetric data and a synthetic sonar image simulator. Rough data about the transducers position may be obtained from the survey unit from which the scanning sonar is lowered to the bottom. On this basis of the obtained bathymetric data the synthetic polar sonar image is generated. The real image is compared to the synthetic one by means of the conjunction method as similarity function. In subsequent steps, new simulated images are generated and compared with the original until precise location of the transducer is found. The differentiation of sonar image processing depending on the gradient map makes it possible to improve independent, local visibility of objects and bottom fragments. In consequence, it allows to improve image interpretational potential. High resolution, little distortions and the possibility to take into account additional information may contribute to automation of the identification process in sonar imaging. Often the merit sense of the image is more important than singular objects recognition. Sonar image understanding and its automation would contribute to propagation of sonar underwater imaging and thus to the improvement of navigation safety and conducting hydrotechnical works in ports and other water basins.

Słowa kluczowe

PL

sonar skanujący; pozycjonowanie obrazu; potencjał interpretacyjny

EN

scanning sonar; image positioning; interpretative potencial

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2010
• Tom: T. 8, z. 5
• Strony: 131--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz.

Twórcy

autor

Stateczny A.

autor

Ratuszniak N.

• Akademia Morska w Szczecinie,

Bibliografia

• 1. Blacquiere G., Van Woerden, K. 1998: Multibeamechosounding, beamforming vs. interferometry. Proceedings, Oceanology International.
• 2. Cambell J.B., 2002: Introduction to Remote Sensing, New York, p.122-155.
• 3. Ince S., Edwards J., Parker D., 2000: Department of Geomatics, Procedural Guideline No. 6-1 Positioning using a differential Global Positioning System (GPS) in near-shore tidal waters, University of Newcastle.
• 4. Kurczyński Z., Wolniewicz W., 2005: Ocena przydatności obrazów satelitarnych o bardzo dużej rozdzielczości (VHRS) do tworzenia bazy danych topograficznych. Przegląd Geodezyjny, nr 5, s. 3-10.
• 5. de Moustier C., Matusmoto H., 1993: Seafloor acoustic remote sensing with multibeam echosounders and bathymetric sidescan sonar systems. Marine Geophysical Researches, v. 15, pp. 27-42.
• 6. Pałczyński M., Stateczny A., 2006: Synthesis of Simulated Sonar Images by Means of Acoustic Rectilinear Rays, Polish Journal of Environmental Studies, Vol. 15, No. 4C.
• 7. Stateczny A., 2004: Metody nawigacji porównawczej, Gdańskie Towarzystwo Naukowe, Gdynia.
• 8. Szatan M., Kaberow R., 2008: Mozaikowanie obrazów sonarowych, Przegląd Hydrograficzny, nr 4, Gdynia.
• 9. Tadeusiewicz R., Ogiela M., 2009: Semantic Content of the Images, Problemy współczesnej nauki . teoria i zastosowania, Informatyka, Warszawa.