Opracowanie symulatora echosondy wielowiązkowej

• Autorzy: Maleika W. , Pałczyński M.

Warianty tytułu

EN

Development of a simulator of multibeam echosounder

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule uzasadniono potrzebę stworzenia programowego symulatora echosondy wielowiązkowej oraz symulowania wirtualnych sondaży morskich. Przedstawiono opracowany algorytm działania symulatora oraz wirtualnych pomiarów uwzględniających parametry ruchu jednostki oraz przetwornika. Zaproponowana metoda może być wartościowym narzędziem badawczym w obszarze metod tworzenia DTM oraz w optymalizacji rzeczywistych prac hydrograficznych.

EN

The paper deals with the process of building digital terrain model (DTM) of a seabed basing on multibeam echosounder data. One of the most difficult problems in this area is verification of existing interpolation methods using real data, since the exact shape of the bottom is uncertain. Authors propose introducing the simulation of the hydrographic survey over the high resolution DTM in order to obtain a set of virtual points which can be the source for creating terrain models using different interpolation methods. Such a procedure gives a powerful research tool due to the possibility of simple comparison of the resulting and source terrain models. The algorithm of virtual survey is based on the ray tracing method. Input data consist of the source DTM, description of vessel movement and the echosounder parameters. During each virtual ping, every beam is represented as a ray, which is traced according to sound wave propagation trajectory in order to find an intersection with the terrain model. The coordinates of intersection points are stored as the output of the method. Described algorithm was implemented and the first attempt of its verification is described in the paper. The basis of the research was the set of real data aquired by multibeam echosounder. The high resolution DTM was calculated, the vessel movement and echosounder parameters were obtained as well, then virtual survey was performed. The matter of the research was the spatial distribition of virtual survey points. The results show a similarity of distributions of real and simulated points, including the number of points, distances between them and a beam width. The method introduced in the paper can be powerful verification tool in the area of DTM calculation methods. It will be also useful for the research of the impact of hydrographic survey parameters on the accuracy of resulting digital terrain model.

Słowa kluczowe

PL

numeryczny model terenu (DTM); echosonda wielowiązkowa; metoda śledzenia promieni

EN

digital terrain model (DTM); multibeam echosounder; ray tracing

• Wydawca: Wojskowa Akademia Techniczna im. Jarosława Dąbrowskiego
• Czasopismo: Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 60, nr 3
• Strony: 215--225
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., wykr., tab.

Twórcy

autor

Maleika W.

autor

Pałczyński M.

• Zachodniopomorski Uniwersytet Technologiczny w Szczecinie, Wydział Informatyki, 71-200 Szczecin, ul. Żołnierska 49,

Bibliografia

• [1] D. Grabiec, Hydrografia morska - Quo vadis? (Krótkie spojrzenie na kierunki rozwoju hydrograficznych metod i środków pomiarowych), http://pl.wikisource.org/wiki/Hydrografia_morska, 2008.
• [2] A. Fourgassie, L'ydrographie moderne, Cols Bleus, 6, 2000, 10-13.
• [3] A. Stateczny, M. Kozak, Space Modelling of the Sea Bottom Shape Using the Geostatistics Method, Polish Journal of Environmental Studies, 14, Supplement I, 2005.
• [4] J. Łubczonek, Hybrid Neural Model of the Sea Bottom Surface, Artificial Intelligence and Soft Computing - ICAISC 2004, Springer, Berlin/Heidelberg, 2004.
• [5] J. C. Davis, Statistics and Data Analysis in Geology, John Wiley & Sons, New York, 1986.
• [6] R. Coates, Underwater Acoustic Systems, Macmillan New Electronics, London, 1990.
• [7] P. Etter, Underwater Acoustic Modeling, Elsevier Applied Science, London & New York, 1991.
• [8] J. M. Bell, L. M. Linnett, Simulation and Analysis of Synthetic Sidescan Sonar Images, IE Proceedings, Radar, Sonar and Navigation, 1997.
• [9] M. Pałczyński, Metoda generowania symulowanych obrazów sonarowych dla potrzeb nawigacji porównawczej, (Ph. D. thesis), Szczecin University of Technology, 2008.
• [10] A. Stateczny, M. Pałczyński, Synthesis of Simulated Sonar Images by Means of Acoustic Rectilinear Rays, Polish Journal of Environmental Studies, 15, 4C, 2006.
• [11] M. Kongsberg, High Resolution Focused Multibeam Echo Sounders, http://www.hydrographicsociety.nl/documents/hydrographicsociety/downloads/km%20multibeam.pdf, 2008.
• [12] A. Glassner, An Introduction to Ray-Tracing, Academic Press, London, 1989.
• [13] J. Zabrodzki, Grafika komputerowa, Wydawnictwa Naukowo-Techniczne, Warszawa, 1994.
• [14] M. Pałczyński, Adaptacja metody śledzenia promieni dla potrzeb syntezy symulowanych obrazów sonarowych, X Sesja Naukowa Informatyki, Szczecin, 2005.