Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Analysis of crowdsourced bathymetry concept and It's potential implications on safety of navigation

Pavić I., Mišković J., Alujević D.

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

|

2020

|

Vol. 14. no. 3

681--686

EN

Crowdsourced bathymetry (CSB) is relatively new concept of collecting bathymetric data. CSB can be defined as the collection and sharing of depth data (and metadata) measured and collected by non-traditional survey vessels equipped with navigation instruments, while maintaining their usual operations at sea. International Hydrographic Organization (IHO) has developed Guidance on CSB. This document provides framework for data collection, processing and information about data uncertainty. IHO has also developed model within CSB concept in order to make standardization of CSB data. The data collected using CSB may represent valuable supplement to the existing data collected by hydrographic survey. Despite this fact it is necessary to emphasize that CSB data cannot be used as official data. CSB data collection has also potential legal issues due to the character of sounding passage within territorial and internal waters of coastal states. This paper emphasized the differences between hydrographic survey and CSB. Advantages and disadvantages are analyzed with it's potential implication on safety of navigation. Due to the CSB data collection model limitations, development of bathymetric data collection model on national level is recommended.

2

Powstanie i rozwój technologii echosondy wielowiązkowej

Grządziel A., Wąż M.

Polish Hyperbaric Research

|

2018

|

nr 1(62)

33--42

PL

Kiedy człowiek opanował umiejętność podróżowania drogą morską, zaczął się zastanawiać, jaka jest głębokość pod stępką i jak ją zmierzyć. Początkowo uprawiano jedynie żeglugę przybrzeżną. W tej części szelfu kontynentalnego dynamicznie rozwijała się żegluga statków handlowych, rybołówstwo, podwodne badania naukowe, nurkowanie rekreacyjne, eksploracja zasobów mineralnych, technologie układania kabli podmorskich i rurociągów. Rozwój tych gałęzi spowodował, że dokładna informacja batymetryczna odgrywała istotne znacznie dla kapitanów, armatorów, marynarzy, naukowców i rybaków. Opracowanie kartograficzne prymitywnej mapy morskiej było ogromnym wyzwaniem. Był to żmudny proces, wymagający przede wszystkim dużej ilości danych, które pozyskiwane były mało wydajnymi metodami pomiarowymi. Wraz z rozwojem technologii pojawiały się nowe techniki i metody eksploracji oceanów. Technologia, systemy, urządzenia i przyrządy do podwodnej eksploracji przeszły długą drogę zmian, modernizacji i ulepszeń, stwarzając ostatecznie ogromne możliwości wizualizacji powierzchni dna jako trójwymiarowych modeli przestrzennych. Ważną rolę w tych przemianach odegrała echosonda wielowiązkowa MBES (ang. Multibeam Echosounder), która zrewolucjonizowała badania hydrograficzne. Urządzenia MBES okazały się skutecznym środkiem badań zarówno hydrograficznych jak i oceanograficznych.

EN

When a man has mastered the ability to travel by sea, he began to wonder what is the depth clearance under the keel and how to measure the depth. Initially, only coastal shipping was practiced. Cargo ship sailing, fishery, underwater scientific research, recreational diving as well as resource exploration and operation of submarine cables and pipelines laying were developing dynamically in this part of the continental shelf. That is why accurate bathymetric information was of great importance to masters, scientists, fishermen, ship-owners and all seafarers. Cartographic compilation of even a primitive nautical chart was a huge challenge. It was a painstaking process and required, first and foremost, a large amount of data, which was primarily obtained through not efficient measurements. As technology progresses, new techniques and methods of ocean exploration have developed. The technology, systems, devices and instruments of underwater exploration have gone through a long way of change, modernization and improvements, ultimately creating the potential for a bottom surface visualization as three-dimensional spatial models. A significant role has been played by multibeam echosounder which revolutionized the hydrographic surveys and proved to be efficient means of hydrographic and oceanographic surveys.

3

Seafloor mapping based on multibeam echosounder bathymetry and backscatter data using Object-Based Image Analysis : a case study from the Rewal site, the Southern Baltic

Janowski Ł., Tegowski J., Nowak J.

Oceanological and Hydrobiological Studies

|

2018

|

Vol. 47, No. 3

248--259

EN

Seafloor mapping is a fast developing multidisciplinary branch of oceanology that combines geophysics, geostatistics, sedimentology and ecology. One of its objectives is to isolate distinct seabed features in a repeatable, fast and objective way, taking into consideration multibeam echosounder (MBES) bathymetry and backscatter data. A large-scale acoustic survey was conducted by the Maritime Institute in Gdańsk in 2010 using Reson 8125 MBES. The dataset covered over 20 km2 of a shallow seabed area (depth of up to 22 m) in the Polish Exclusive Economic Zone within the Southern Baltic. Determination of sediments was possible based on ground-truth grab samples acquired during the MBES survey. Four classes of sediments were recognized as muddy sand, very fine sand, fine sand and clay. The backscatter mosaic created using the Angular Variable Gain (AVG) empirical method was the primary contribution to the image processing method used in this study. The use of the Object-Based Image Analysis (OBIA) and the Classification and Regression Trees (CART) classifier makes it possible to isolate the backscatter image with 87.5% overall and 81.0% Kappa accuracy. The obtained results confirm the possibility of creating reliable maps of the seafloor based on MBES measurements. Once developed, the OBIA workflow can be applied to other spatial and temporal scenes.

4

Relief and internal structure of the subaqueous sand dunes in the Vistula River mouth

Wróblewski R., Dworniczak J., Rudowski S., Lisimenka A., Ofierska W.

Biuletyn Instytutu Morskiego w Gdańsku

|

2018

|

Vol. 33, No. 1

24--32

EN

This paper presents the results of bathymetric and seismoacoustic measurements carried out in the canal of the Vistula River mouth (pol. Przekop Wisły). The surveys were conducted with the use of a multibeam echosounder and a parametric sub-bottom profiler. It made it possible to obtain a high resolution bottom morphology measurement, and to identify and characterize an internal structure of subaqueous bedforms. Presence of multiple series of small to large dunes, with their length ranging from 5 up to 55 m and height from 0.1 up to 1.5 m, was established. They were composed mainly of poorly graded medium-grained sands. The nature of the sediment graining was relatively uniform. Significant diversity in terms of the formation sizes was observed, and itwas only loosely dependent on their depth and location within individual relief units. Collateral medium and small formations were found everywhere among the large formations. The bedforms consisted of well-developed steep cross-coset stratification structure. It has been ascertained that the cross-coset thickness of this formation was greater (or equal) than its height. The scope of this work is to identify the relief and structure of subaqueous dunes for the purpose of the assessment of flow properties and bottom conditions in both recent and palaeoenvironments. The obtained results are crucial for determining the state of the Przekop Wisły canal, indicating potential limitations to unconstrained flow of spate water and ice drifting as well as navigation conditions.

PL

Przedstawiono wyniki pomiarów fal piaszczystych występujących na dnie sztucznego kanału ujściowego rzeki Wisły (Przekop Wisły). Dno kanału pokrywają serie asymetrycznych fal piaszczystych, o długości do ok. 50 m i wysokości do ok. 1,5 m, zbudowanych z piasków średnio i gruboziarnistych, ze strukturą dobrze wykształconych zespołów stromego, skośnego warstwowania. Podstawę badań stanowiły rejestracje dna wykonane w 2013 roku z użyciem echosondy wielowiązkowej i parametrycznego profilowania sejsmicznego systemem SES. Zastosowanie echosond wielowiązkowej zapewniło możliwość prowadzenie pomiarów morfologii form w odniesieniu do obrazu rzeźby dna. Rejestracja SES posłużyła do rozpoznania i scharakteryzowania wewnętrznej struktury form. Określono relację fal piaszczystych względem uziarnienia osadu, położenia w obrębie jednostek rzeźby, głębokości oraz miąższości zespołów stromego, skośnego warstwowania. Stwierdzono duże zróżnicowanie wielkości form nie wykazujące ścisłej korelacji z głębokością czy położeniem w obrębie jednostek rzeźby. Wszędzie, oprócz form dużych, występowały również formy średnie i małe. Celem pracy jest rozpoznanie rzeźby i budowy fal piaszczystych dla oceny charakteru przepływu i stanu dna w środowiskach współczesnych i kopalnych. Uzyskane wyniki mają istotne znaczenie dla określania stanu kanału Przekop Wisły wskazując na ograniczoną możliwość zapewnienia swobodnego spływu wód wezbraniowych oraz lodu, a także na ograniczenie warunków nawigacyjnych.

5

Horizontal Accuracy Issues During MBES Surveys

Iwen D.

Annual of Navigation

|

2017

|

No. 24

67--73

EN

High-resolution Multibeam Echosounder shallow water surveys should not be performed with DGPS (Differential Global Positioning System), especially where feature detection is a priority. Despite the fact that International Hydrographic Organization most demanding Special Order Specification allows for 2 meters horizontal positioning level, it poorly interacts with horizontal centimetric level nadir footprint, causing degradation of bathymetric data.

PL

Wysokorozdzielcze pomiary prowadzone echosondą wielowiązkową nie mogą być wykonywane w połączeniu z użyciem pozycjonowania opartego na systemie DGPS, zwłaszcza gdy priorytetem jest rozpoznanie cech obiektu. Wprawdzie specyfikacja IHO odnośnie pomiarów specjalnych dopuszcza błąd pozycji w płaszczyźnie horyzontu w granicach 2 m, to należy być świadomym tego, że skutkuje to degradacją pomiarów prowadzonych echosondą, nominalnie gwarantujących centymetrowe dokładności.

6

Current State of Deep Ocean Bathymetric Exploration

Zwolak K., Felski A.

Annual of Navigation

|

2017

|

No. 24

257--267

EN

The paper presents current state of bathymetric survey concerning deep ocean rather than shallow areas, which are better surveyed due to safety of navigation concerns. Rules and requirements of the new challenge, called the Shell Ocean Discovery XPRIZE, became a starting point for a discussion about the possibilities of mapping large areas of the ocean using up-to-date and new technology. The amount of bathymetric data available nowadays and the current state of ocean map compilations are also discussed in the paper as a motivation to inspire the new initiatives in the deep ocean.

PL

W artykule przedstawiono obecny stan pomiarów batymetrycznych głębokowodnych obszarów oceanicznych. Zasady najnowszego konkursu Shell Ocean Discovery XPRIZE stały się punktem wyjścia do dyskusji o obecnych możliwościach pozyskiwania danych niezbędnych do tworzenia map oceanów w oparciu o aktualnie dostępne technologie. W artykule poruszono również zagadnienie ilości i cech danych batymetrycznych znajdujących się i udostępnianych w bazach danych gromadzących tego typu informacje.

7

The sea bottom surface described by Coons pieces

Makar A.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2016

|

nr 45 (117)

187--190

EN

In this paper, a method of mathematical description of a surface, which can be used for modeling the sea bottom and detecting underwater objects using sonar (a side scan sonar or a front one) or a multibeam echosounder, is presented. The method is based on Coons plates and is described in four steps, which can be used for determination of the sea bottom for spatial presentation and volume calculation. A new sounding vessel and its equipment were used for the collection of geospatial data, and the results of a geospatial model of the sea bottom on the basis of the collected data are shown. The sea bottom is presented using Coons surfaces and a triangulated irregular network.

8

Estimation of effective swath width for dual-head multibeam echosounder

Grządziel A., Wąż M.

Annual of Navigation

|

2016

|

No. 23

173--183

EN

Many surveying companies and maritime institutions are now using multibeam systems for their operations, either offshore or in coastal and inland waters. Since the time the first multibeam echosounder appeared (late 1970s) the technology has advanced enormously. Modern systems now boast far greater angular coverage (typically 120º–150º) and form hundreds of beams. Dual-head multibeam systems can potentially cover the entire sector (180º) underneath the ship. However surveyors must be aware that the outer beams of these acoustic systems return the most errors causing that the effective swath width is shorter than what the manufacturers declare. The paper presents the methods of estimating of effective (usable) swath width of dual-head multibeam echosounder EM 3002D. Results of the hydrographic survey performed by the polish navy survey ship ORP ‘Arctowski’ have been showed in the article.

PL

Wiele biur hydrograficznych, firm komercyjnych zajmujących się pomiarami oraz instytu-cji i ośrodków szkoleniowych w swoich badaniach morskich i śródlądowych wykorzystuje akustyczne systemy wielowiązkowe. Od czasu pojawienia się pierwszej echosondy wielo-wiązkowej (lata 70. XX w.) technologia prac pomiarowych rozwinęła się na niespotykaną skalę. Nowoczesne systemy oferują dziś znacznie większe robocze kąty pracy przetwor-ników (zazwyczaj 120º–150º) i tworzą setki wiązek. Systemy dwugłowicowe mogą potencjalnie pracować w 180º kącie roboczym pod stępką jednostki. Hydrografowie muszą mieć jednak świadomość, że skrajne wiązki tych systemów generują największe błędy, powodując, że efektywna szerokość pasa pomiarowego danej sondy jest w istocie krótsza niż ta, jaką deklarują światowi producenci. W artykule przedstawiono metodę szacowania efektywnej (użytkowej) szerokości pasa pomiarowego dwuprzetwornikowej sondy EM 3002D. Zaprezentowano wyniki badań przeprowadzonych z pokładu okrętu hydrograficznego ORP ‘Arctowski’ na akwenie Bałtyku południowo-wschodniego.

9

Lossless compression method for ASCII UTM format sea survey data obtained from multibeam echosounder

Maleika W., Czapiewski P.

Roczniki Geomatyki

|

2014

|

T. 12, z. 3(65)

289--301

EN

Data gathered through seabed surveys performed using multibeam echosounder tend to be significant in size. Quite often a single measurement session leads to obtaining even several million distinct points (usually in x, y, z format). These data are saved in files (often text files), where x, y represent the location of a point (in geographical format, or more commonly in UTM format) and z represents the measured depth at the respective point. Due to the huge amount of such points, the data occupy a significant space in memory or in storage system (the order of megabytes for small areas and of gigabytes for larger ones). The paper contains a survey of existing methods of compressing ASCII UTM files and a proposal of a novel method tailored for a particular data structure. As a result of utilising differential coding and coding using varying length values, the size of such files can be diminished by a factor exceeding ten, while preserving the full information. The paper presents a detailed description of the proposed algorithm and experimental results using real data.

PL

Dane pozyskane z sondaży dna morskiego wykonane z użyciem sondy wielowiązkowej cechują się znacznym rozmiarem. Bardzo często w wyniku jednej sesji pomiarowej otrzymujemy nawet kilka milionów pojedynczych punktów (najczęściej w formacie x,y,z). Informacje te zapisywane są w plikach, często tekstowych, gdzie x,y to położenie punktu (w formacie geograficznym lub częściej UTM), a z określa zmierzoną głębokość w tym punkcie. Ze względu na ogromną liczbę tych punktów dane te zajmują w pamięci komputera lub na dyskach znaczny rozmiar (liczony w MB dla małych obszarów lub GB dla większych). Autorzy przedstawili w artykule różne metody kompresji plików ASCII UTM, w tym opracowaną autorską metodę dopasowaną do struktury danych. Dzięki zastosowaniu metody zapisu różnicowego z wykorzystaniem zmiennej długości w bajtach możemy ponad dziesięciokrotnie zmniejszyć rozmiary tego typu plików, przy zachowaniu pełnej informacji. W artykule przedstawiono dokładny algorytm oraz testy wykonane na danych rzeczywistych.

10

Development of a Method for the Estimation of Multibeam Echosounder Measurement Accuracy

Maleika W.

Przegląd Elektrotechniczny

|

2012

|

R. 88, nr 10b

205-208

EN

This article presents a method developed for the estimation of measurement error values (and their distribution) that occur in the process of marine sounding by a multibeam echosounder. The method, based on real data obtained in a specific marine environment, yields much more precise information on measuring instrument accuracy. The author also describes research done on a test set of more than 280 million measurement points covering an area of 20 km2. The obtained results are presented and interpreted.

PL

W artykule przedstawiono opracowaną metodę szacowania wartości błędów pomiaru (oraz ich rozkładu) powstających w procesie sondażu morskiego z wykorzystaniem echosondy wielowiązkowej. Metoda ta bazując na rzeczywistych danych uzyskanych w określonym środowisku morskim i daje dużo precyzyjniejsze informacje o dokładności pomiarowej urządzenia. W artykule opisano także badania jakie wykonano na zbiorze testowym ponad 280 mln punktów pomiarowych z obszaru 20 km2. Otrzymane wyniki zaprezentowano i zinterpretowano.

11

Wpływ prędkości jednostki hydrograficznej na dokładność uzyskanych modeli dna

Maleika W., Pałczyński M.

Roczniki Geomatyki

|

2011

|

T. 9, z. 2

67-77

PL

Przeprowadzone badania dokładności modeli dna morskiego uzyskane na podstawie danych z echosondy wielowiązkowej w zależności od prędkości jednostki pokazują, że dokładność tworzonych modeli maleje nieznacznie wraz ze wzrostem prędkości. Z tego punktu widzenia pomiary mogą być dokonywane przy dowolnych prędkościach jednostki pomiarowej, także dużych, bez znacznego pogorszenia dokładności. Nie brano jednak tutaj pod uwagę właściwości samej echosondy wielowiązkowej i metody jej działania, a jedynie zmianę liczby i rozkładu punktów pomiarowych. Jedynie w sytuacji gdy oczekuje się najwyższej możliwej dokładności, zwłaszcza dla urozmaiconych powierzchni dna, powinno się dokonywać pomiarów przy prędkości poniżej 5 węzłów. Zaleca się modelowanie powierzchni z wykorzystaniem metody interpolacji moving average dla powierzchni płaskich lub lekko urozmaiconych albo kriging dla powierzchni bardziej urozmaiconych. Dokładność wszystkich zbudowanych w czasie badań modeli była zgodna z normami IHO. Szacując rzeczywistą wartość średniego błędu pomiaru można powiedzieć, że dla powierzchni mniej urozmaiconych jest on na poziomie l cm przy niższych prędkościach pomiaru oraz 2 cm przy prędkościach wyższych. Dla powierzchni bardziej urozmaiconych rośnie ona do wartości odpowiednio 2 i 4 cm. Należy stwierdzić, że są to dokładności wystarczające dla większości obecnych zastosowań modelowania. Należy zauważyć, że w badaniach brany pod uwagę był jedynie rozkład punktów pomiarowych, błąd MSE pomiaru echosondy wielowiązkowej oraz dobór metody interpolacyjnej. W rzeczywistych pomiarach, na błąd modelowania przy różnych prędkościach zbierania danych, mogą wpływać także inne czynniki, takie jak: systemy pozycyjne, systemy stabilizacyjne, jak i sama konstrukcja echosondy. Autorzy planują weryfikację badań, dokonując rzeczywistych pomiarów tego samego obszaru przy różnych prędkościach statku badawczego.

EN

Maintenance of water areas such as ports, fairways, anchorages requires regular bathymetric measurements. In Poland, this task is performed by the Maritime Offices. At present, for this purpose mostly multibeam echosounders are used because of good accuracy of measurement. During a single survey, millions of measurement points are acquired. In order to process such data, DTMs (digital terrain models) are created, usually in the form of GRID network. The whole process of measurement and modeling should fulfill the requirements of IHO (International Hydrographic Organization), which define, among other things, the accuracy of maps based on DTMs. The error assessment, including errors made during data acquisition is thus one of the major problems in the mode ling process. In the paper, parameters of the bathymetric survey affecting the accuracy of DTM are presented. During extensive investigations, the authors developed a simulation technique of the research, named virtual survey. It allows to examine the influence of individual parameters on the model accuracy. In the paper, the results of the influence of a hydrographic ship's velocity on the DTM accuracy are presented. To this end, surveys done with several speed values (2, 5, 8, 12 and 16 kn.), using 4 bottom areas, were simulated. Based on the obtained data, the models of the seabed were developed using 3 interpolation methods. Finally, the accuracy of each DTM was calculated, and compared to each other. In the conclusion, the authors interpreted the results and proposed guidelines for making real surveys. Extensive works of the authors, including these presented in the paper, are aimed at precise error assessment of the DTM and optimization of real surveys in terms of time, costs and data accuracy.

12

Wpływ układu profili pomiarowych na dokładność tworzonych modeli dna przy pracach sondażowych z wykorzystaniem echosondy wielowiązkowej

Maleika W.

Metody Informatyki Stosowanej

|

2011

|

nr 4

269-278

EN

Digital terrain models (DTMs), finding a wide range of applications in the exploration of water areas, are mainly created on the basis of bathymetric data from a multibeam echosounder. The estimation of DTM accuracy dependent on the choice of the survey parameters is difficult due to the lack of reference surface. These authors have developed the methodology of simulation called virtual survey, which enables examining how various parameters of the echosounder, survey and DTM construction algorithms affect the errors of the created models. They are aimed at precise estimation of the model accuracy and the optimization of depth measurement work. In this paper, the influence of profiles acquired during marine survey on the accuracy of created models has been investigated. The research included vertical, horizontal, diagonal and mixed orientations. As an effect of experiments we come to the conclusion that extending the sounding with additional profiles in a different orientation has a very small influence on the accuracy and is suggested only in some special cases.

13

Wpływ szerokości wiązki echosondy wielowiązkowej na dokładność uzyskanych modeli dna

Maleika W., Pałczyński M.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 4/1

257-266

PL

Cyfrowy model terenu (DTM) jest podstawową warstwą informacyjną w wielu badaniach i aplikacjach związanych z eksploracją akwenów wodnych. Najczęściej model dna tworzony jest na podstawie danych zbieranych za pomocą sondy wielowiązkowej. Dokładność tworzonych DTM zależy od wielu parametrów związanych zarówno z samymi pracami sondażowymi, jak i późniejszymi przekształceniami zbioru danych. W praktyce istnieje ogromna trudność określenia dokładności tworzonych modeli, gdyż nie możemy porównać stworzonego modelu do rzeczywistego ukształtowania powierzchni dna. Autorzy stworzyli na potrzeby tego typu badań symulator sondażu morskiego uwzględniający zarówno parametry prac sondażowych jak i właściwości urządzenia pomiarowego. W wyniku badań symulacyjnych możliwa stała się analiza wpływu różnorodnych parametrów na dokładność tworzonych modeli. W niniejszej pracy dokonano sprawdzenia jaki wpływ na dokładność ma szerokość wiązki w echosondzie wielowiązkowej. W wyniku badań wykazano, że duży kąt rozwarcia wiązki w echosondzie umożliwi wykonywanie prawidłowych modeli przy znacznym zmniejszeniu kosztów sondażu.

EN

Digital terrain models (DTMs), finding a wide range of applications in the exploration of water areas, are mainly created on the basis of bathymetric data from a multibeam echosounder. The estimation of DTM accuracy dependent on the choice of the survey parameters is difficult due to the lack of reference surface. These authors have developed the methodology of simulation called virtual survey, which enables examining how various parameters of the echosounder, survey and DTM construction algorithms affect the errors of the created models. They are aimed at precise estimation of the model accuracy and the optimization of depth measurement work. The article includes the results of the examination of the influence of the beam width in multibeam echosounder on the accuracy of seabed models. It has been proved that a significant reduction of recorded data (by increasing beam angle) leads to only a slight increase in the modeling error, which makes the bathymetric survey much more cost-effective.

14

Organizacja morskich badań geofizycznych na przykładzie projektu "BalticPipe"

Hac B., Gajewski J., Gajewski L., Nowak J., Szefler K.

Górnictwo i Geoinżynieria

|

2011

|

R. 35, z. 4/1

155-165

PL

Poszukiwania surowców zalegających na dnie morskim przez specjalistyczne jednostki badawcze przygotowane do prowadzenia badań geofizycznych za pomocą sond wielowiązkowych, sonarów bocznych, profilografów osadów, w warstwie organizacyjnej, nie różnią się od prowadzenia innych prac zmierzających do zdobycia informacji o budowie powierzchniowej warstwy dna morskiego. Informacje te niezbędne są do podjęcia prac związanych z przygotowaniem do układania podmorskich rurociągów, kabli energetycznych i telekomunikacyjnych czy budowy konstrukcji hydrotechnicznych. Przytoczona w tytule organizacja morskich badań geofizycznych zmierzających do zdobycia wiedzy na temat budowy dna na trasie planowanego gazociągu dobrze nadaje się do zilustrowania sposobu przygotowania i przeprowadzenia poszukiwań surowców zalegających na dnie morza przy użyciu metod akustycznych.

EN

Exploration of raw minerals on sea bottom using specialised research vessels, equipped in devices (multibeam echosounders, side scan sonars, subbottom profilers, etc.) for geophysical investigations, in its organizational aspects does not essentially differ from other activities aimed at investigation of surface sea bottom sediments. This information concerning sea bottom is also necessary for preparatory work before laying pipelines, power and telecommunication cables, and building hydraulic engineering constructions. The organization of geophysical investigations in the sea named in the title of the paper, aimed at gaining knowledge on sea bottom structure along a planned pipeline, is a good tool to demonstrate the way how to prepare and to carry out exploration of raw materials on the sea bottom, using acoustic methods.

15

Opracowanie symulatora echosondy wielowiązkowej

Maleika W., Pałczyński M.

Biuletyn Wojskowej Akademii Technicznej

|

2011

|

Vol. 60, nr 3

215-225

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.

16

Badanie wpływu parametrów filtracji geodanych pozyskiwanych wielowiązkową sondą interferometryczną GeoSwath+ na wynik modelowania powierzchni dna

Stateczny A., Grodzicki P., Włodarczyk M.

Roczniki Geomatyki

|

2010

|

T. 8, z. 5

121-130

PL

Echosonda jest urządzeniem służącym do pomiaru pionowej odległości między przetwornikiem (głowicą) echosondy a dnem morskim bądź obiektem znajdującym się na dnie morskim, z wykorzystaniem fali hydroakustycznej. W ogólnym zarysie określenie głębokości akwenu polega na pomiarze czasu, jaki fala hydroakustyczna potrzebuje na dotarcie do dna lub obiektu oraz powrót do przetwornika w postaci fali odbitej. W celu uzyskania pełnego wyniku potrzebna jest również znajomość prędkości rozchodzenia się dźwięku w wodzie oraz kierunku, w którym impuls został wysłany i z którego powraca. Pomiar kąta dokonywany jest na różne sposoby w zależności od rodzaju echosondy. Najprostszym przykładem echosondy jest echosonda jednowiązkowa zwana też pionową. Jej działanie polega na wysłaniu z przetwornika wąskiej wiązki sygnału hydroakustycznego pionowo w dół. W celu zwiększenia wydajności oraz skuteczności pomiarów stosuje się echosondy wielowiązkowe, czyli takie które z jednego przetwornika emitują kilka lub kilkanaście wiązek sygnału w różnych kierunkach i na tychże kierunkach prowadzą nasłuch. Rozwiązanie to pozwala na przeszukanie znacznie większego obszaru w porównaniu z echosondą jednowiązkową przez zwiększenie szerokości pasa przeszukania. Swoistą modyfikacją echosondy wielowiązkowej jest echosonda interferometryczna. Z uwagi na bardzo szeroki kąt pracy pozwala ona na jednoczesne zbieranie danych pionowych (tak jak typowa echosonda wielowiązkowa) oraz poziomych (jak sonar boczny). Dane o głębokości uzyskiwane są nie tylko na podstawie pomiaru czasu w jakim fala hydroakustyczna odbita od obiektu powróci jako echo do przetwornika, lecz także na podstawie pomiaru różnicy faz fali hydroakustycznej docierającej do piezoelektrycznych czujników zamontowanych w przetworniku. Znając położenie i orientację przetwornika oraz czas podróży sygnału i różnicę faz, istnieje możliwość wyznaczenia położenia bardzo dużej liczby punktów w szerokim zakresie kątowym.

EN

Echo sounder is a measuring instrument to measure the vertical distance between the transducer (head) of the echo sounder and sea bottom or an object on the bottom, using a hydroacoustic wave. In a general outline, determination of the depth of a basin is measurement of time a hydroacoustic wave reaches bottom or object and returns back to the transducer as a reflected wave. The most simple example of an echo sounder is single beam echo sounder, also known as vertical echo sounder. In order to increase the effectiveness of the measurement multibeam sounders are used, emitting a few or a dozen or so signal beams in different directions and monitoring these directions. Swath sounder is a modification of multi beam echo sounders. Thanks to its very wide working angle, it allows for a simultaneous collection of vertical data (as a typical multibeam sounder) and horizontal data (as side scan sonar).The data on depth are acquired not only on the basis of time for a reflected hydroacoustic wave to return from the object to the transducer, but also on the basis of measuring the difference between the phases of a hydroacoustic wave reaching the piezoelectric sensors installed in the transducer. This paper presents the main sources of errors of measurements taken by swath sounder. One of the problems related to the bathymetric measurements is recording of too much data and all kinds of noises. Bathymetric data processing is performed in few stages. The data collected during acquisition are filtered. Four main types of filters used for data processing include: amplitude filter, limit filter, across track filter and along track filter. The analysis of the filters. operation and the influence of their settings on the shape of the grid, presented in this paper, was performed on the basis of samples collected around Babina, near Szczecin Harbour. The grid established according to specific filter settings was exported to Surfer 9.0 software and then compared to the standard grid, established using correct - in the view of a hydrographer - combined filter settings. Amplitude filter, across track filter and along track filter were analyzed. The limit filter was not used, because of its nature. During the analysis of the amplitude filter, when comparable projection was established, only the analyzed filter was used, while the others were turned off. In the case of across track filter and along track filter, the amplitude filter was set on 0.4% of the minimum value (manufacturer recommendations for shallow water measurements)., The absolute values and statistics were calculated from the differences in examined grid and standard grid, and then further analyzed.

17

Analiza danych pomiarowych echosondy wielowiązkowej Simrad EM3000

Maleika W., Pałczyński M., Frejlichowski D., Stateczny A.

Metody Informatyki Stosowanej

|

2010

|

nr 4 (24)

55-64

EN

Errors of depth measurement are one of the most important problems in area of bathymetric data processing. The authors examined a data set aquired with the multibeam eehosounder Sim rad EM3000 in order to estimate the character of errors. For every measurement line formed by the survey points, the theoretical model of this fragment of bottom was defined using approximation. The differenees between this model and the survey points were treated as the measurement errors, which appeared to have a random distribution. The correlation of error value and angle between the beam and the vertical line could be observed. 99.7 % of er- ror values was smaller than 7 cm for depths between 10 and 20 m, while mean value of errors was approx. 3 cm.

18

ROV jako platforma pomiarów echosondą wielowiązkową

Plichta M.

Polish Hyperbaric Research

|

2009

|

nr 1(26)

27-37

PL

Funkcjonalna charakterystyka platformy, pozycjonowanie, zastosowania, sposoby Instalacji MBES, przykładowe wyniki.

EN

Platform characteristics, applications, positioning issues, mounting ways, exemplary results.