Wizualizacja ścian nabrzeży za pomocą obrazów sonaru skanującego na potrzeby geoinformacyjnego systemu ochrony portu

• Autorzy: Wawrzyniak N. , Zaniewicz G.

Warianty tytułu

EN

Visualization of quay walls by means of scanning sonar images for the needs of a geoinformation port security system

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Sonar skanujący w sposób łatwy i precyzyjny wizualizuje ściany nabrzeży, przed i w czasie wykonywania operacji nurkowych, dla prowadzenia inspekcji budowli hydrotechnicznych. Użycie tej technologii pozwala także na zabezpieczenia przed zagrożeniami wpływającymi na pracę osoby znajdującej się pod wodą w trakcie kontroli lub naprawy konstrukcji. Ze względu na ściśle określoną celowość pomiaru, dużą rozdzielczość obrazu i charakter wizualizacji zbliżony do obrazowania fotograficznego - interpretacja danych sonarowych nie musi stanowić dużego wyzwania. Oznacza to duże ułatwienie dla osób odpowiedzialnych za przeprowadzanie inspekcji nabrzeży. Pozyskane dane sonarowe posłużą do przygotowania tekstur do pokrycia podwodnej części trójwymiarowego modelu portu, w zakresie określonym w założeniach projektu. Ponadto zinterpretowane obrazy będą podstawą do zaplanowania remontów poszczególnych nabrzeży lub tymczasowego wyłączenia z eksploatacji ich fragmentów. Prezentowane w artykule badania stanowią wstęp do opracowania metody automatycznego mozaikowania obrazów sonarowych z wykorzystaniem tradycyjnych algorytmów przetwarzania obrazów. Pozwoliłoby to na znaczne skrócenie procesu generowania tekstur.

EN

Underwater visualization of hydro-technical constructions is conducted by means of imaging technology appropriate for the character of water environment, in which the objects are situated. Port areas are characterized by high water pollution. With low limpidity acoustic methods of visualization are giving significantly better results because of better sound waves propagation in aquatic environment. Inspection of underwater parts of the wharf is an essential procedure for operational quays. Their regular performance guarantees safety of moored vessels and port operating crews. Nowadays, inspections are carried out by specialized divers, but due to poor visibility they are able neither to precisely evaluate the size of damages nor to determine the repairs needed. Stand-alone rotary sonar working in a horizontal mode for scanning side walls allows to register high resolution images of the condition of piers, wharfs, dams, weirs and pillars. The measurement technique is based mainly on even distribution of sonar scans along the scanned wall without any changes in sonar beam range. Setting the gaps between each image registration, blind sectors need to be taken into account, which should be eliminated by applying appropriate coverage. High frequency of acoustic beam allows obtaining images of a few centimeter spatial resolution depending on the sonar beam range. An R&D project" GIS solution for operational actions related to marine port security" realized by a research team of the Maritime University of Szczecin intends to establish a system based on precise land and underwater geospatial data in the designated port area. In order to regularly obtain data to the 2 and 3D system map modules acquisition, processing and mosaicking of sonar data technologies were developed to allow the visualization of quays. Using high-frequency scanning sonar MS1000 three registration series were performed along the quays of Port Szczecin-Swinoujście. The sonar was moved along the shoreline every 10 meters using a beam scanning range of 15 meters which ensured full coverage of the surface of the wharf walls. The positions of images were determined by measuring the GPS-RTK corrections using ASG-EUPOS. The images were processed into a mosaic on standard publishing software. The acquired data will be used to prepare the textures to cover a three-dimensional model of the underwater part of the port within the area specified by the objectives of the project. In addition, the images will become a base for scheduling repairs of particular piers or temporal withdrawal of their fragments from operation. The process of manual mosaicking sonar images could be automated in the future, for example, based on the method of matching markers. This would significantly shorten the process of generating textures.

Słowa kluczowe

PL

sonar skanujący; geoinformacja; inspekcja nabrzeży; hydrografia

EN

scanning sonar; geoinformation; quays inspection; hydrography

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2011
• Tom: T. 9, z. 2
• Strony: 133--137
• Opis fizyczny: Bibliogr. 8 poz.

Twórcy

autor

Wawrzyniak N.

autor

Zaniewicz G.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie,

Bibliografia

• 1. Abbott B., Atherton M., 2006: Underwater Visions: Safer Foundation Inspections, Bridge Design & Engineering, vol. 45.
• 2. Bayliss M., Short D., Bax M., 2003: Underwater Inspection, Spon Press, London.
• 3. Duda J., Ratuszniak N., 2010: Wpływ biegunowego procesu rejestracji na interpretację obrazów z sonaru skanującego, Mapy i zobrazowania powierzchni, Polski Internetowy Informator Geodezyjny, Gdańsk.
• 4. Kongsberg Mesotech Ltd., 2008: MS 1000 operational manual.
• 5. Ratuszniak N., Pałczynski M., 2010: Method of Visualization for Scanning Sonar Image, Pomiary Automatyka Kontrolna vol.56 nr 12/2010.
• 6. Rozporządzenie Ministra Gospodarki Morskiej z dnia 23 października 2006r. w sprawie warunk6w technicznych użytkowania oraz szczegółowego zakresu kontroli morskich budowli hydrotechnicznych, Dz.U. 2006, Nr 206, poz. 1516.
• 7. Society for Underwater Technology, 2007: Advances in underwater inspection and maintenance, SpringerVerlag GmbH, ISBN 978-18-533330-4-0,
• 8. Stromberg D., 2011: New advances in underwater inspection technologies for railway bridges over water, Railway Track and Structures, vol. 107.