Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Shoreline extraction based on LiDAR data obtained using an USV

Halicki A., Specht M., Stateczny A., Specht C., Lewicka O.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2023

|

Vol. 17 No. 2

445--453

EN

This article explores the use of Light Detection And Ranging (LiDAR) derived point clouds to extract the shoreline of the Lake Kłodno (Poland), based on their geometry properties. The data collection was performed using the Velodyne VLP-16 laser scanner, which was mounted on the HydroDron Unmanned Surface Vehicle (USV). A modified version of the shoreline extraction method proposed by Xu et al. was employed, comprising of the following steps: (1) classifying the point cloud using the Euclidean cluster extraction with a tolerance parameter of 1 m and min. cluster size of 10,000 points, (2) further filtration of boundary points by removing those with height above 1 m from the measured elevation of water surface, (3) manual determination of a curve consisting of 5 points located along the entire shoreline extraction region at a relatively constant distant from the coast, (4) removal of points that are further from the curve than the average distance, repeated twice. The method was tested on the scanned section of the lake shoreline for which Ground Control Points (GCP) were measured using a Global Navigation Satellite System (GNSS) Real Time Kinematic (RTK) receiver. Then, the results were compared to the ground truth data, obtaining an average position error of 2.12 m with a standard deviation of 1.11 m. The max error was 5.54 m, while the min. error was 0.41 m, all calculated on 281 extracted shoreline points. Despite the limitations of this parametric, semi-supervised approach, those preliminary results demonstrate the potential for accurate shoreline extraction based on LiDAR data obtained using an USV. Further testing and optimisation of this method for larger scale and better generalisation for different waterbodies are necessary to fully assess its effectiveness and feasibility. In this context, it is essential to develop computationally efficient methods for approximating shorelines that can accurately determine their course based on a set of points.

2

Comparative analysis of unmanned aerial vehicles used in photogrammetric surveys

Specht M., Widźgowski S., Stateczny A., Specht C., Lewicka O.

TransNav : International Journal on Marine Navigation and Safety of Sea Transportation

|

2023

|

Vol. 17 No. 2

433--443

EN

There are many manufacturers on the market offering various types of Unmanned Aerial Vehicles (UAV). The multitude of drones available on the market means that the choice of a UAV for a specific application appears to be a decision problem to be solved. The aim of this article is a comparative analysis of drones used in photogrammetric surveys. The criteria for evaluating the UAVs were: availability and product support, payload (min. 5 kg), price (PLN 100,000), as well as space available for measurement modules. These are the requirements that must be met for the implementation of the INNOBAT project, the aim of which is to develop an integrated system using autonomous unmanned aerial and surface vehicles, intended for bathymetric monitoring in the coastal zone. The comparative analysis of drones was based on 27 companies producing UAV. Based on the analysis, 6 drones that met the project requirements were selected. They were: Aurelia X6 Pro, Aurelia X8 Standard LE, DroneHexa AG, FOX-C8 XT, Hercules 10 and Zoe X4. Selected UAVs differ from each other, among others, in the number of rotors, flight duration and resistance to weather conditions. Individual characteristics of drones may have a different rank depending on their application, therefore the selection of UAVs should be made after prioritisation criteria of a given project.

3

Automatic watercraft recognition and identification on water areas covered by video monitoring as extension for sea and river traffic supervision systems

Wawrzyniak N., Stateczny A.

Polish Maritime Research

|

2018

|

S 1

5--13

EN

The article presents the watercraft recognition and identification system as an extension for the presently used visual water area monitoring systems, such as VTS (Vessel Traffic Service) or RIS (River Information Service). The watercraft identification systems (AIS - Automatic Identification Systems) which are presently used in both sea and inland navigation require purchase and installation of relatively expensive transceivers on ships, the presence of which is not formally required as equipment of unconventional watercrafts, such as yachts, motor boats, and other pleasure crafts. These watercrafts may pose navigation or even terrorist threat, can be the object of interest of the customs, or simply cause traffic problems on restricted water areas. The article proposes extending the traffic supervision system by a module which will identify unconventional crafts based on video monitoring. Recognition and identification will be possible through the use of image identification and processing methods based on artificial intelligence algorithms, among other tools. The system will be implemented as independent service making use of the potential of SOA (Service Oriented Architecture) and XML/SOAP (Extensible Markup Language/Simple Object Access Protocol) technology.

4

MSIS image postioning in port areas with the aid of comparative navigation methods

Wawrzyniak N., Stateczny A.

Polish Maritime Research

|

2017

|

nr 1

32--41

EN

The article presents a method to determine the position of mechanically scanned sonar images by comparing them with the database of simulated synthetic images. The synthetic images are generated from high-density bathymetric data coming from the same fragment of water region, using the ray tracing method. The article discusses the issues related to the choice of the probability function as the method of image comparing which allows to find the correct georeference of the real image. For the correlation method and the logical conjunction method, which are believed to give the best results, detailed studies were performed, including boundary cases. The obtained results of matching are presented in tabular and graphic form.

5

Kształcenie w zakresie geoinformacji w Akademii Morskiej w Szczecinie

Stateczny A.

Roczniki Geomatyki

|

2016

|

T. 14, z. 2(72)

213--219

PL

W artykule przedstawiono zakres kształcenia w zakresie geoinformacji realizowany w Akademii Morskiej w Szczecinie. Kształcenie realizowane jest na specjalności „Geoinformatyka” z podziałem na dwa bloki specjalistyczne. Podano zakres tematyczny 8 przedmiotów specjalistycznych zawierających treści zapewniających uzyskanie wiedzy na jeszcze wyższym poziomie specjalistycznym.

EN

The paper presents the scope of education in the field of geoinformation at the Maritime University of Szczecin Didactic activity is provided in the frames of “Geoinformation” specialty, with division into two thematic blocks. The thematic scope of 8 specialised subjects which enable reaching the knowledge at the higher specialistic level is also discussed

6

Application of high-density bathymetric data for visualization of MSIS sonar data

Wawrzyniak N., Bodus-Olkowska I., Stateczny A.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2013

|

nr 35 (107)

154--160

EN

Mechanically scanned imaging sonars (MSIS) are mainly used for detection of small objects or aiding in underwater navigation in limited area. Obtained images are detailed and, especially for not experienced user, they may give an impression of a photography. However, the acoustic method of acquisition of sonar data must be taken into account, as understanding observed scene is essential to properly interpret the data. To aid the process of image interpretation the reference data may be used. In this paper the application of bathymetric data to MSIS sonar images is proposed. To match high resolution of MSIS images the density of bathymetric data must exceed the requirements of S-44 IHO norm. For this research a swath bathymetric system based on phase interferometry of acoustic signal was used to obtain such data in shallow waters. The article covers the motivation of usage of such data in comparison to other existing bathymetric systems. The proposed method uses acquired data to create additional channel in sonar image emphasizing sea-bed gradient in relation to sonar head position and distinguish invisible / shadowed areas. Proposed method is based on directional derivative of a sea-bed. Method presented in this article is a part of bigger research on enhancing interpretative potential of stationary sonar images [1].

7

Application of geodatabase dedicated for bathymetric data during the production of electronic navigational charts for inland shipping

Włodarczyk-Sielicka M., Bodus-Olkowska I., Stateczny A.

Zeszyty Naukowe / Akademia Morska w Szczecinie

|

2013

|

nr 35 (107)

168--173

EN

Digital hydrographic products include the ENC Electronic Navigational Charts and the IENC Inland Electronic Navigational Charts used for inland shipping. The process of IENC production comprises data acquisition and editing. Each object belongs to a class specified in the applicable standards and possesses necessary attributes. IENC cells include, among others, data related to depths in a given water body. Contemporary bathymetric measuring systems allow for saving more and more data of increased quality. Examples of systems characterized by the ability to acquisition high density data are interferometer systems. The authors of this article used GeoSwath Plus 250 kHz sonar system to collect bathymetric data. Bathymetric data included in the IENC cell should be up to date, structured and easy to manage. A piece of software by the ESRI Company, also dedicated to creating hydrographic products, allows to do just that. The authors have used a specialized geodatabase during the IENC production, which made managing bathymetric data easier. The article describes an analysis of the geodatabase’s functionality during the production of electronic navigational chart for inland shipping.

8

Integracja hydroakustycznych i magnetometrycznych metod w procesie pozyskiwania geodanych hydrograficznych

Stateczny A.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 1(58)

97--104

PL

Celem naukowym planowanych badań jest rozwinięcie metod przetwarzania hydrograficznych geodanych pomiarowych poszerzone o geodane magnetometryczne. Planowane badania obejmą cały kompleks metod procesu integracji hydrograficznych geodanych pomiarowych – danych batymetrycznych, sonarowych i magnetometrycznych. Łączne analizowanie danych pozyskanych różnymi sensorami umożliwi uzyskanie efektu synergicznego w tym szczególnie w procesie identyfikacji obiektów dennych i zalegających pod dnem akwenu. Wyniki badań wdrożone zostaną do praktyki hydrograficznej oraz w procesie budowy elektronicznych map nawigacyjnych, w tym między innymi elektronicznych map nawigacyjnych dla żeglugi śródlądowej, elektronicznych map podwodnych akwenów portowych i map batymetrycznych.

EN

In this paper, the problem of integration of hydrographical geodata obtained by various sensors is discussed. The planned works include the entire complex of geodata: bathymetric, sonar and magnetometric. Joint analyzing them will enable to get the synergetic effect, in particular in the process of identification of objects lying on the bottom and under the bottom of the basin. The results will be implemented in the hydrographical practice and in the process of producing electronic navigational charts, among others of inland water charts, port electronic maps and bathymetric maps.

9

Test results of bathymetric data processing obtained by swath sounder GS+

Stateczny A., Włodarczyk-Sielicka M.

Zeszyty Naukowe Akademii Marynarki Wojennej

|

2012

|

R. 53 nr 4 (191)

105-118

EN

A navigational chart is the primary source of information for the navigator. The main component that contributes significantly to the safety of navigation is the information on the depth of the area. A sonar, which uses acoustic waves is a device for bathymetric measurements and it measures the vertical distance between the head and the bottom or an object located at the bottom. For the purposes of the article, data was used from an interferometric sonar, which is a modification of a multi-beam sonar. Due to the very wide operating angle, it allows for simultaneous vertical data collection, similar to a typical multi-beam sonar, as well as horizontal data collection, much like a sidescan sonar. Bathymetric data is obtained not only on the basis of measurement of time, in which the acoustic wave reflected from the object returns to the receiving transducer, but also by measuring the difference between phases of the wave reaching the piezoelectric elements within a head. The paper presents the test result of bathymetric data processing obtained by the swath sonar GeoSwath+, which is trademark of GeoAcoustics. Data collected during the acquisition was subjected to filtration. For the purpose of the article, the authors used pre-filtered measurement data collected in the area of the Port of Szczecin. However, the filtered samples are large sets of data. Data reduction is a procedure meant to reduce the size of a data set to make it easier and more effective to analyze. This paper examines the capabilities of the GS+ software in the scope of reduced bathymetric data after filtration. The results of different settings are presented in the form of grids, which were then exported to the Surfer 10 software and subjected to detailed analysis.

PL

Mapa nawigacyjna jest głównym źródłem informacji dla nawigatora. Zasadniczym elementem, który wpływa na bezpieczeństwo nawigacji, jest informacja odnosząca się do głębokości morza. Urządzeniem do pomiarów batymetrycznych jest sonar. Mierzy pionową odległość pomiędzy przetwornikiem a dnem lub obiektem umieszczonym na dnie. Dla celów tego artykułu wykorzystano dane z sonaru interferometrycznego, który jest modyfikacją sonaru wielowiązkowego. Dzięki szerokiemu kątowi operacyjnemu pozwala on na symultaniczne zbieranie danych pionowych, podobnie jak typowy wielowiązkowy sonar, oraz danych poziomych, podobnie jak sonar boczny. Dane batymetryczne są uzyskiwane nie tylko na podstawie pomiaru czasu, lecz także poprzez mierzenie różnic fazowych pomiędzy elementami piezoelektrycznymi w przetworniku. Artykuł prezentuje przetwarzanie testowych danych batymetrycznych uzyskanych przez sonar GeoSwath+. Autorzy wykorzystali uprzednio przefiltrowane dane pomiarowe zebrane w rejonie Portu Szczecin. Ponieważ przefiltrowane próbki są dużymi zbiorami danych, poddano je redukcji, czyli procedurze zmniejszenia wielkości zbioru danych, aby łatwiej i efektywniej je analizować. Niniejszy artykuł bada możliwości sondy GS+ w zakresie zredukowanych danych batymetrycznych po filtracji. Wyniki różnych zestawień zostały zaprezentowane w formie siatek, które następnie eksportowano do programu Surfer 10 i poddawano szczegółowej analizie.

10

Kształcenie w dziedzinie hydrografii

Stateczny A.

Roczniki Geomatyki

|

2012

|

T. 10, z. 7

93--100

PL

W artykule przedstawiono autorską koncepcję kształcenia w specjalności hydrograficznej na kierunku studiów w dziedzinie geodezji i kartografii. Podano propozycję 8 przedmiotów specjalistycznych zawierających treści zapewniające uzyskanie wiedzy w zakresie wymaganym przez międzynarodowy standard S-5.

EN

In the paper, the author’s concept of education in the field of hydrography is presented, intended for studies of geodesy and cartography. The proposal put forward contains 8 specialized subjects providing knowledge required by the international standard S-5.

11

Hydrografia : bliżej geodezji czy nawigacji

Stateczny A.

Geodeta : magazyn geoinformacyjny

|

2012

|

nr 9

8-10

12

Aspekty opracowania precyzyjnych elektronicznych map nawigacyjnych

Stateczny A., Bodus-Olkowska I., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

387--396

PL

W czasach rozwijającego się transportu wodnego, stawia się wymogi aby porty morskie i morsko-rzeczne przyjmowały coraz większe jednostki pływające. Zarządca portu musi spełnić warunek zachowania bezpiecznej głębokości dla wpływających statków, a kapitan lub pilot wprowadzający jednostkę na akwen portowy musi zapewnić bezpieczną nawigację na akwenie portu. Istotnym elementem mającym wpływ na bezpieczeństwo portu są mapy nawigacyjne. Dotychczas stosowane mapy papierowe, zostają stopniowo zastępowane przez elektroniczne mapy nawigacyjne (ang. ElectronicNavigationalCharts, ENC), które odpowiadają szczegółowo opisanym standardom przyjętym przez Międzynarodową Organizację Hydrograficzną (ang. International Hydrographic Organization, IHO).IHO w swoich publikacjach: S-57 oraz S-52 przedstawia format kodowania ENC oraz sposób prezentacji danych na ekranie. Standard S-44 opisuje wymagania dokładnościowe pomiarów batymetrycznych, które są nieodzownym elementem typowej mapy ENC. Do tworzenia map ENC wykorzystuje się dane z różnych źródeł, tj. pomiary terenowe, ortofotomapy, zdjęcia satelitarne, materiały historyczne oraz pomiary batymetryczne. Dane pozyskane z różnych źródeł cechują się zróżnicowaną dokładnością. Kartowanie linii brzegowej uzależnione jest od dokładności rastra i najczęściej wymaga weryfikacji terenowej przy użyciu przyrządów geodezyjnych lub systemu GPS/RTK. Dokładności przy wykonywaniu pomiarów batymetrycznych zależą nie tylko od użytego sprzętu hydroakustycznego, ale również urządzeń peryferyjnych systemu batymetrycznego, np. dokładności pozycjonowania głowicy echosondy Autorzy niniejszego opracowania przedstawili analizę powyższych standardów i ich zastosowanie dotworzenia precyzyjnych map nawigacyjnych ENC. W ramach opracowania przygotowano i opisano geobazę rozszerzoną o dodatkowe obiekty mapowe.

EN

Nowadays, while maritime spedition is still in big progress, the requierements for maritime harbours and sea-river ports are to carry out the larger vessels. It is the harobour manager obligation to ensure the safe depth for entering vessels and the master of the vessel or pilot, to maintain safety of navigation during maneuvering in harbour basins. Used, so far, paper maps are gradually replaced by the electronic navigational charts (ENC), which are corresponding with the standards described in detail by International Hydrographic Organization (IHO). In its publication: S-57 and S-52, the Organization shows the ENCs encoding format and presentation of data on the screen. S-44 Standard describes the bathymetric measurement accuracy. The bathymetry is the essential element of typical ENC charts. Creating the ENC chart requires data from various sources, such as terrestrial measurements, ortophotos, satellite images, historical information and bathymetric surveying. Each of these data has its own precision and therefore has a different accuracy. Mapping of the coastline depends on the accuracy of the raster and usually requires the verification on the land, with usage of surveying tools or GPS-RTK. Precision in bathymetric surveying generates a potential errors of accuracy, due to the use of the acoustic equipment and also bathymetric systems peripherals sensors, such a position from the GPS antenna. In this article, the authors are presenting an analysis of standards and their application in production of the precise navigational charts ENC. Within the framework of this study, the extended with additional mapping objects geodatabase were described and prepared.

13

Analiza funkcjonalności geoinformatycznego systemu ochrony portu

Stateczny A., Kazimierski W., Wawrzyniak N.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

397--406

PL

Ochrona portów stanowi jedno z istotniejszych zadań wpływających na poziom bezpieczeństwa usług portowych, a także infrastruktury i pracowników portu. Oparcie kompleksowego systemu wspomagającego działania ochrony na danych przestrzennych pozwala na wykorzystanie funkcji i analiz niedostępnych dla tradycyjnych systemów monitoringu. Wielomodułowość systemu, indywidualne rozwiązania dla zróżnicowanych typów użytkowników i intuicyjna wizualizacja przestrzeni obszaru portu integruje zadania poszczególnych uczestników systemu i pozwala na zharmonizowane zarządzanie ochroną w przypadku wystąpienia zdarzeń niebezpiecznych. W artykule przedstawiono dane, zakres przestrzenny, schemat budowy i architekturę systemu opartego na mapie dwu i trójwymiarowej obszaru objętego systemem geoinformatycznym. Poszczególne moduły systemu realizują funkcje określone przez przyszłych użytkowników będących pracownikami Zarządu Portu Szczecin–Świnoujście, gdzie system zostanie pilotażowo wdrożony. Analizę funkcjonalności przeprowadzono w oparciu o metodykę systemową z wykorzystaniem zunifikowanego języka modelowania UML i diagramów przypadków użycia systemu. Zdefiniowano użytkowników systemu, ich wymagania i potrzeby oraz określono poszczególne role w systemie. Przedstawiono zestawy danych oraz analiz niezbędnych do realizacji przypisanych zadań. Określona funkcjonalność stała się podstawą opracowania projektu ergonomicznego interfejsu systemu ochrony portu opartego o moduł mapowy stanowiący serce systemu.

EN

Port security is one of the most important tasks that affect the safety level of port services, port infrastructure and its staff. Basing the comprehensive system of supportive measures for the port security on spatial data allows using features and analysis not available in traditional monitoring systems. Multi-modularity of the system, individual solutions for different types of users and intuitive visualization of the ports area integrate the tasks of the individual participants in the system and allows managing the harmonized protection in case of hazardous events occurrence. The paper presents the data, spatial extent, structure scheme and system architecture based on two and three-dimensional map of the area covered by the geoinformatic system. The individual modules of the system perform the functions specified by future users who are employees of the Port of Szczecin–Świnoujście, where the system will be implemented on a pilot basis. Functional analysis was carried out using the unified modeling language UML and use case diagrams. System users, their requirements and needs were defined and their different roles identified. The paper presents and analyzes the data sets necessary to perform assigned tasks. A specified functionality was the basis for drafting an ergonomic interface for port security system based on maps module.

14

Using high-density bathymetric data for the production of precise ENC

Stateczny A., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Annual of Navigation

|

2012

|

No. 19, part 2

99--108

EN

Due to an increasing trend of replacing traditional paper navigational charts with electronic ones, requirements for the creation of new ENC have been steadily growing. One example is the precise electronic navigational chart, which is based on accurate mapping of topographic and hydrographic elements. Information about depth of the waters contained on the charts are crucial for the safety of navigation. During the production of precise navigational charts, bathymetric information acquired by a multi-beam sonar system (or swath-bathymetry interferometric system) is used. A multi-beam sonar system emits several signal beams from a single transducer in different directions, which allows to cover a hundred percent of the survey area. The authors of the article carried out an analysis of bathymetric data in terms of differences in their preparation for the production of precise ENC.

15

Wizualizacja 2/3D podwodnego akwenu dla potrzeb wykonania precyzyjnych manewrów jednostek pływających

Stateczny A., Bodus-Olkowska I.

Roczniki Geomatyki

|

2011

|

T. 9, z. 3

117-123

PL

Elektroniczne mapy nawigacyjne 2D prezentowane przez system ECDIS (ang. Electronic Chart Display and Information Systems) prawie całkowicie wyparły tradycyjne mapy papierowe. Szybki rozwój technologii oraz coraz szersze zastosowanie systemów GIS w procesach decyzyjnych pozwalają na wykorzystanie możliwości wizualizacji 3D do prowadzenia bezpiecznej nawigacji. W zrost zapotrzebowania na tego typu mapy wynika bezpośrednio ze znacznego natężenia przewozów towarów drogą morską/wodną, w tym szczególnie ładunków niebezpiecznych lub zagrażających środowisku oraz rozwój popularności turystyki wodnej (Góralski, Gold, 2007). Stałe poszerzanie możliwości przeładunkowych portów - co generuje dochód i zwiększa znaczenie danego portu na rynku, powoduje konieczność wprowadzania na akweny portowe coraz to większych jednostek, niekiedy tzw. statków maksymalnych (o maksymalnych dopuszczalnych wymiarach), co bezpośrednio związane jest z potrzebą wykonywania precyzyjnych manewrów, które to z kolei zależne są od stanu oraz jakości posiadanych informacji batymetrycznych. Współczesne techniki i technologie hydrograficzne umożliwiają w krótkim czasie pozyskanie aktualnych informacji o strukturze dna akwenu, na jakim mają być przeprowadzane manewry wymagające wysokiej precyzji. Bezspornie, zobrazowania 3D stanowią o przyszłości w rozwoju wszelkich dziedzin życia i gospodarki. Powszechna komputeryzacja, wzrost zapotrzebowania na coraz doskonalsze systemy wzmagające bezpieczeństwo nawigacji, natężenie ruchu morskiego oraz przepływu towarów drogami wodnymi zwiększa konieczność generowania produktów mapowych zbliżonych jak najbardziej do warunków rzeczywistych. Precyzyjne, wysokogęstościowe elektroniczne mapy portowe czy batymetryczne, tzw. PortENC lub BatyENC, tworzone wg standardu IRO S-57 i S-IOO, na dzień dzisiejszy stanowią podstawę bezpiecznego wykonywania manewrów w portach. Możliwość wyświetlania tych informacji w trójwymiarze doskonale wpłynie na trafność wydawanych, podczas cumowania, poleceń oraz na wzrost samoświadomości kierującego jednostką. Ponadto, wysokogęstościowa mapa elektroniczna wyświetlana w postaci 3D stanowi idealne rozwiązanie dla osób po raz pierwszy przybywających na trudny pod względem nawigacyjnym akwen. Zobrazowanie charakterystyki głębokościowej w trój wymiarze bardziej przemówi do kierującego statkiem niż podane, w postaci cyfr na mapie, wskazania głębokości.

EN

Two and three dimensional underwater visualization is an excellent tool to perform precise vessel maneuvering operations such as mooring, anchoring and execution of turns. In the future, such a visualization may allow conducting safe navigation of vessels with maximum drafts admitted in given inland waters. The combination of 2 and 3D information from a certain seabed area makes maneuvering procedures much easier, especially for people first entering the water area, the services involved in maintenance of hydraulic engineering structures and the companies involved in maintaining the depth at a given level. Detailed seabed information may constitute grounds for construction of photorealistic underwater maps, including port areas. Another aspect of the use of the bathymetric information is production of precise electronic maps of water bodies. 2/3D underwater visualization thus seems to be important in the process of navigation in restricted waters and in inland navigation due to low depth and proximity to the shore. The emergence of new opportunities in geodata acquisition perfectly facilitates precise visualization. New hydrographic data acquisition systems deserve to be mentioned here, such as interferometric bathymetric systems or multi-beam echosounders. Also high-frequency scanning sonars are now used for checking cleanliness of the sea bottom. Interferometric systems enable bottom mapping with accuracy exceeding the standards imposed by the International Hydrographic Organization (IHO S-44). Phase measurement technology used in sonar system provides bathymetric data coverage to approximately 12 times the depth of the basin, giving a great performance of hydrographic surveys. The same area can be mapped up to 40% faster than using traditional echosounders. Ultra high frequency sonars (of the order of 600/1600kHz) allow to obtain images with extremely high resolution, allowing to define very small objects posing a potential hazard. Bathymetric information completed with sonar scans and supplemented with the necessary navigation, topographic and hydrometeorological data, add up to a common denominator which is precise visualization of the underwater view of the selected basin. The main problem implementation of precise visualization is quick ageing of data. Bathymetric data in closed waters, such as port areas and on rivers outdates already during the measurements, primarily due to changes in water level. A few centimeter fluctuations can be noted during one day. These centimeters may therefore be decisive in conducting safe navigation, particularly for vessels with a maximum allowable draft or direct effect on the tonnage of cargo carried by water. Another factor influencing precision of the 2/3D underwater image may be the movement of vessels. Currents and waves produced by traffic can directly affect the structure and arrangement of the sediment on the sea bottom. These factors have direct impact on the accuracy and timeliness of the visualization. Another extremely important issue is the lack of standardization of systems capable of displaying information in three dimensions. In non-standardized systems, electronic map presentation focuses on three-dimensional relief of the seabed. This option is available in packages for commercial and fishing vessels. In the first solution, it is rather a complement of traditional bathymetric information, while the second is used in fishing for visualization and classification of the position of the trawl. The use of 2/3D view for entering the port by a vessel with a maximum allowable draft and then performing precision maneuvers could underpin the development of transport and trade in relatively shallow ports.

16

Wybrane aspekty opracowania, weryfikacji i wdrażania śródlądowych map elektronicznych dla obszaru RIS w Polsce

Stateczny A., Łubczonek J.

Logistyka

|

2011

|

nr 6

PL

Planowany w Polsce system RIS powinien udostępniać użytkownikom mapy elektroniczne na akweny znajdujące się w jego granicach. Mapy takie powinny być opracowane według obowiązujących standardów. Produkcja map jest zadaniem wieloetapowym, obejmującym pozyskanie danych, kodowanie danych, kompilację mapy oraz ich weryfikację. W artykule przedstawiono aspekty produkcji map elektronicznych, która została zrealizowana przez Akademię Morską w Szczecinie. W ramach prowadzonego projektu opracowano pierwsze w Polsce komórki map elektronicznych dla przyszłego serwisu informacyjnego RIS.

EN

The RIS system planned in Poland should provide the users with electronic charts of water bodies located within its borders. Such charts should be developed according to current standards. Production of charts is a multi-stage task, involving the acquisition of data, data coding, a compilation of charts and their verification. The paper presents aspects of the production of electronic charts, which was carried out by the Maritime Academy of Szczecin. As part of the project, the first in Poland cells of electronic charts for future RIS system were developed.

17

Aspekty technologiczne wdrażania zharmonizowanego systemu informacji rzecznej

Stateczny A.

Logistyka

|

2011

|

nr 6

PL

W artykule przedstawiono analizę techniczną usług i technologii RIS w aspekcie wdrożenia systemu na dolnej Odrze. Omówiono wszystkie cztery kluczowe technologie RIS: ECDIS śródlądowy, komunikaty dla kierowników statków, elektroniczne raportowanie statków oraz system kontroli ruchu statków wskazując ich wzajemne powiązania.

EN

In this article the technical analyze of RIS services and technology on the lower Odra river RIS implementation aspect was presented. All four key technologies: Inland ECDIS, Notice to Skippers (NtS), Vessel Tracking and Tracing (VTT) and Electronic Reporting International (ERI) were described with focus on their interaction.

18

Multisensor Tracking of Marine Targets : Decentralized Fusion of Kalman and Neural Filters

Stateczny A., Kazimierski W.

International Journal of Electronics and Telecommunications

|

2011

|

Vol. 57, No. 1

65-70

EN

This paper presents an algorithm of multisensor decentralized data fusion for radar tracking of maritime targets. The fusion is performed in the space of Kalman Filter and is done by finding weighted average of single state estimates provided be each of the sensors. The sensors use numerical or neural filters for tracking. The article presents two tracking methods - Kalman Filter and General Regression Neural Network, together with the fusion algorithm. The structural and measurement models of moving target are determined. Two approaches for data fusion are stated - centralized and decentralized - and the latter is thoroughly examined. Further, the discussion on main fusing process problems in complex radar systems is presented. This includes coordinates transformation, track association and measurements synchronization. The results of numerical experiment simulating tracking and fusion process are highlighted. The article is ended with a summary of the issues pointed out during the research.

19

Wykorzystanie wysokorozdzielczych danych batymetrycznych w analizie obrazów sonaru skanującego

Stateczny A., Wawrzyniak N.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2011

|

Vol. 60, nr 3

307-319

PL

Stacjonarne wysokoczęstotliwościowe sonary skanujące są coraz częściej wykorzystywane do podwodnego obrazowania obszarów portowych, terenów z budowami hydrotechnicznymi czy miejsc charakterystycznych ze względów nawigacyjnych. Zazwyczaj dane sonarowe są uzupełnieniem danych batymetrycznych o informacje dotyczące charakteru dna oraz obiektów na nim występujących ze względu na swój potencjał interpretacyjny. Wysokorozdzielcze dane o głębokości pozwalają polepszyć analizę obrazu sonarowego poprzez uwzględnienie ich w procesie określania pozycji i przetwarzania obrazu.

EN

The use of rotary scanning sonar allows for more precise bottom examination than standard side scan sonar imaging. High frequency transducer, together with lack of disruption resulting from unit movement and its placement only little above the seabed, ensures very detailed representation of sea bed surface. However, the work characteristic of this device causes a number of issues not occurring in side scan and having a significant impact on the projection and further identification of underwater objects. The other typical data obtained from a surveyed area is its bathymetry. Nowadays, the information acquired by interferometric bathymetry system very precisely represents the sea floor. Usually, the sonar data is only an addition to bathymetric survey. Here, the application of the precise depth data allows to base the whole sonar image processing and to depend its analysis on this data. The basic information of the image is its location, which in this case depends directly on the position of sonar transducer during the signal registration. Due to its completely underwater stand-alone way of work, the exact position of the transducer is unknown. There is no rational possibility of receiving direct information from GPS-RTK receiver.The proposed method bases on approximate position, the bathymetric data, and synthetic sonar image simulator. Rough data of the transducers position may be obtained from the survey unit from which the scanning sonar is lowered to the bottom. On this basis and on the obtained bathymetric data, the synthetic polar sonar image is generated. By the conjunction method, as similarity function, real image is compared to synthetic one. In subsequent steps, new simulated images are generated and compared with the original ones until the best comparison is found. Knowing the seabed configuration, it is easy to tell if the objects found on the registered image lie in a local hollow area or on the hill. It has huge meaning for the way of object representation and identification, especially, when the registration process is taken 30 cm above the sea floor. The differentiation of sonar image processing, depending on a gradient map, allows for independent, local visibility improvement in objects and bottom fragments. In consequence, it allows for improvement in the image interpretational potential. High resolution, very few distortions and the possibility of taking into account additional information can contribute to automation of identification process in sonar imaging.

20

Model identyfikacji zagrożenia w ruchu śródlądowym w oparciu o dynamiczną domenę 3D

Stateczny A., Miciuła I.

Zeszyty Naukowe. Problemy Transportu i Logistyki / Uniwersytet Szczeciński

|

2010

|

Nr 10

285--294

PL

[...]Ochrona ludności i przewożonych towarów przed różnego rodzaju zagrożeniami w żegludze śródlądowej wymaga obecnie podejmowania zdecydowanych i skutecznych działań. Aby w pełni wykorzystać ten rodzaj transportu, jak ma to miejsce w państwach Europy Zachodniej, należy stworzyć ku temu odpowiednie warunki. W artykule zasady oceny sytuacji geoprzestrzennej oparto na koncepcji dynamicznej, czyli zmiennej w czasie domeny trójwymiarowej. Na jej podstawie określono metody identyfi kacji zagrożenia dla jednostki śródlądowej, manewrującej na akwenie ograniczonym w trzech wymiarach.[...]

EN

The article proposes a method of modelling three-dimensional space around a target in the form of a ship, which is necessary for keeping her safety while manoeuvring in restricted inland areas. Thanks to three-dimensional domain surrounding ship virtually safe shunter area will be appointed for inland shipping. Assures she the delivery in real time of indispensable information warning before different kind the threats in inland navigation, which will assure the protection for transported population and the goods. The work also presents methods permitting using the model of space so defi ned, called dynamic threedimensional domain for estimating navigational risk in the area. The essence of methods suggested here is a systemic depiction of the vessel’s operation in the aspect of estimating her safety while manoeuvring in restricted area. The article describes the concept of the vessel’s 3D dynamic domain and presents methods of constructing it for inland vessels. Original calculation models and algorithms, using the navigators’ knowledge, permit the construction of the navigator’s decision-support system, taking consideration of both navigational safety and the economic aspect of the transport task’s realisation. The model presented will constitute a valuable decision-supporting tool and will provide all indispensable information for inland vessel traffi c management. The conception dynamic domain 3D fulfi ls the informative needs of present of management the chain of deliveries, because the avoidance the every kind of threats makes possible as well as optimum use the possibility for elastic reacting in case any deviations from prime plan of voyage.