Segmentacja obrazu mapy anomalii magnetycznej akwenu dla celów detekcji i lokalizacji podwodnych obiektów ferromagnetycznych

• Autorzy: Bodus-Olkowska Izabela , Uriasz Janusz

Warianty tytułu

EN

Segmentation of an image of a magnetic anomaly map for detection and location of ferromagnetic underwater objects

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Mapa anomalii magnetycznych akwenu ilustruje miejsca, w których występują zakłócenia pola magnetycznego. Przez interpretację tego rodzaju mapy użytkownik może łatwo wskazać miejsca występowania zakłóceń oraz obliczyć poziom każdego z nich. Obiekt, który indukuje zniekształcenie pola magnetycznego na obszarach wodnych, może być różnego pochodzenia: od warstw geologicznych obszaru badań, przez obiekty takie jak infrastruktura przemysłowa: rurociągi i kable, do niezamierzonych obiektów o właściwościach ferromagnetycznych: wraki (wraki, wrak samolotu ), miny wojskowe, utracone kotwice i łańcuchy. Omówione powyżej aspekty interpretacji mapy anomalii magnetycznej wymagają konkretnej wiedzy i doświadczenia w tej dziedzinie. Przez całkowitą wartość anomalii magnetycznej można oszacować jak bardzo ferromagnetyczne jest ciało zakłócające. Poprzez wymiar obszaru występowania anomalii można określić położenie i wymiary obiektu. Przyjmuje się, że zastosowanie procedur segmentacji i wymiarowania obszarów jest bardzo wygodne w pracy przy interpretacji map, zarówno dla tych, którzy nie mają styczności bezpośredniej z mapami anomalii magnetycznej, ale także dla specjalistów zajmujących się tego rodzaju analizą danych. W artykule autor przedstawia koncepcję segmentacji obrazu mapy anomalii magnetycznej, detekcję miejsc występowania ciała zakłócającego pole magnetyczne oraz jego zwymiarowanie. Metody segmentacji ujęte w analizie są powszechnie stosowanymi w analizach obrazów, m.in. zdjęć lotniczych czy satelitarnych, obrazów z kamer video czy radarowych. W analizie uwzględniono dwa rodzaje źródeł zniekształceń pola magnetycznego: kotwicy od pławy i wraku. Mapa anomalii została opracowana przy użyciu oprogramowania hydrograficznego Hypack, a badania nad segmentacją mapy przeprowadzono w środowisku Matlab.

EN

The magnetic anomaly map of the water areas illustrates locations of the magnetic field distortions. By analyzing this kind of map, the user can easily indicate places of interference and calculate their levels. The objects which induce the magnetic field distortions in water areas, can be of various origins: from geological layers, through objects such as industrial infrastructure (e.g. pipelines and cables), to unintentional objects with ferromagnetic properties, like wrecks (ship wrecks, plane wrecks, car wrecks), military mines, lost anchors and chains. The aspects of magnetic anomaly map interpretation discussed above, require specific knowledge and experience. Through the total value of the magnetic anomaly, it is possible to estimate ferromagnetic properties of a disturbing body. The location and dimensions of the object can be determined by dimensions of the anomaly area. It is assumed that the use of segmentation and area dimensioning procedures is very useful in map interpretation, both for those who do not have direct contact with magnetic anomaly maps, but also for specialists involved in this kind of data analysis.The author of this paper presents the concept of segmentation of the magnetic anomaly map image, detection of locations of the interfering body and its dimensioning. Segmentation methods applied for the analysis are commonly used in image analysis, including aerial or satellite imagery, video or radar images. Two types of sources of distortion of the magnetic field in water areas: an anchor buoy and a ship wreck were considered in the analysis. The anomaly map was developed using the Hypack software, and the map segmentation in the Matlab.

Słowa kluczowe

PL

anomalia magnetyczna; pole magnetyczne Ziemi; magnetometr morski; mapa anomalii magnetycznych; segmentacja mapy

EN

magnetic anomaly; Earth's magnetic field; marine magnetometer; magnetic anomaly map; map segmentation

• Wydawca: Polskie Towarzystwo Informacji Przestrzennej
• Czasopismo: Roczniki Geomatyki
• Rocznik: 2019
• Tom: T. 17, z. 1(84)
• Strony: 27--40
• Opis fizyczny: Bibliogr. 9 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Bodus-Olkowska Izabela

• Akademia Morska w Szczecinie, Wydział Nawigacyjny, Instytut Geoinformatyki

autor

Uriasz Janusz

• Akademia Morska w Szczecinie, Wydział Nawigacyjny, Instytut Technologii Morskiej

Bibliografia

• Bodus-Olkowska Izabela, Uriasz Janusz, 2017: The Integration of Image and Nonimage Data to Obtain Underwater Situation Refinement. Baltic Geodetic Congress (BGC Geomatics) Proceedings Paper, Gdańsk Poland, WOS:000425856500071, DOI: 10.1109/BGC.Geomatics.2017.72.
• Bright John C., Conlin David, Wall Sage, 2014: Marine Magnetic Survey Modeling: Custom Geospatial Processing Tools for Visualizing and Assessing Marine Magnetic Surveys for Archeological Resources. Bureau of Ocean Energy Management OCS Study BOEM 2014-615.
• Hall E.T., 1966: The Use of the proton magnetometer in underwater archaeology. Archaeometry 9 (1): 32-44. https://doi.org/10.1111/j.1475-4754.1966.tb00904.x
• Plets Ruth, Dix Justin, Bates Richard, 2013: Marine Geophysics Data Aquisition Processing and Interpretation. Guidance Notes: 48 pp., English Heritage.
• Tang Jun, 2010: A color image segmentation algorithm based on region growing. 2nd International Conference on Computer Engineering and Technology, DOI: 10.1109/ICCET.2010.5486012.
• Umaa Mageswari S., Sridevi M., Mala C., 2013: An Experimental Study and Analysis of Different Image Segmentation Techniques. International Conference on Design and Manufacturing (IConDM2013). Procedia Engineering 64: 36-45.
• Welker Elżbieta, 2013: Sposoby pozyskiwania informacji o elementach pola magnetycznego Ziemi i ich wykorzystanie w geodezji i nawigacji (Methods of acquisition of Earth’s magnetic field data and its use in geodesy and navigation). Seria Monograficzna nr 17: 168 s., Warszawa, Instytut Geodezji i Kartografii, ISBN 978-83-60024-17-1.
• Yuheng Song, Hao Yan, 2017: Image Segmentation Algorithms Overview. Computer Vision and Pattern Recognition, arXiv:1707.0205.
• Zaitoun Nida M., Aqel Musbah J., 2015: Survey on Image Segmentation Techniques. International Conference on Communication, Management and Information Technology (ICCMIT 2015), Procedia Computer Science 65: 797-806.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).