Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Integrated presentation of navigational data in a mobile navigation system for inland waters with the use of HUD

Kazimierski W., Zaniewicz G., Bodus-Olkowska I.

Zeszyty Naukowe Akademii Morskiej w Szczecinie

|

2017

|

nr 49 (121)

84—92

EN

Mobile devices are increasingly popular among recreational water users and for navigational purposes. Making full use of the possibilities they offer requires a navigational system to be designed and built for mobile devices which make use of mobile cartography. A dynamically adaptive mobile presentation model offering various display possibilities may be an appropriate example of such a system. The navigational purpose of the system, however, requires that the main navigational data presented are integrated in one place, in a so-called conning display. These data should be easily accessible to the user, which is not always the case with mobile devices. The idea of using a Head-Up Display (HUD) as a conning display in a mobile navigation system arose from these considerations. The current paper presents research on implementing a HUD into a mobile system. First, the idea of mobile cartographic presentation is discussed, then the navigational data available in the system are presented. Finally, the concept of using a HUD is explained, a HUD presentation model is shown and technical aspects of HUD integration are described.

2

Weryfikacja funkcjonalności demonstratora technologii systemu mobilnej nawigacji śródlądowej

Kazimierski W., Wawrzyniak N., Zaniewicz G., Marek M.

Roczniki Geomatyki

|

2017

|

T. 15, z. 2(77)

201--216

PL

System Mobilnej nawigacji śródlądowej MOBINAV powstał w ramach projektu badawczego finansowanego przez NCBiR w programie LIDER IV. W swoich założeniach jest on produktem dedykowanym turystycznym użytkownikom śródlądowych dróg wodnych, w którym wykorzystano nowoczesne metody przetwarzania i prezentacji informacji przestrzennej. Wymiernym efektem projektu, oprócz wypracowanych metod i modeli, jest demonstrator technologii MOBINAV. Główna część demonstratora została opracowana w postaci aplikacji na urządzenie mobilne, która obejmuje wybrany zakres funkcjonalności systemu. Wśród nich przede wszystkim obsługę modelu danych opracowanego w systemie oraz jego wizualizację, zgodnie z przyjętym modelem prezentacji kartograficznej, a także zestaw wybranych analiz przestrzennych. Analizy obejmują przede wszystkim pomiary zależności przestrzennych oraz asystenta nawigacji. Końcowym etapem projektu było przeprowadzenie testów opracowanej technologii na bazie zbudowanego demonstratora. Testy zostały przeprowadzone w następujących grupach: testy prezentacji kartograficznej, testy funkcjonalności związanych z obsługą mapy, testy analiz przestrzennych, testy funkcjonalności nawigacyjnych na podstawie sensorów symulowanych, kompleksowe testy w warunkach rzeczywistych. W artykule przedstawiono koncepcję procesu testowania oraz sprawozdanie z jego realizacji. Wyniki badań zilustrowano przykładowymi zdjęciami. Wnioski obejmują analizę realizacji zakładanych funkcjonalności oraz szereg potencjalnych kierunków rozwoju systemu, które wyniknęły w czasie testów. Przeprowadzone badania pozwoliły na weryfikację postawionych założeń oraz poprawność implementacji poszczególnych funkcji. W tym sensie noszą one znamiona zarówno weryfikacji, jak i walidacji.

EN

The mobile inland navigation system – MOBINAV – was created within the research project financed by the National Centre for Research and Development under the LIDER IV programme. The system, according to its assumptions, is a product designed for recreational users of inland shipping waters, in which modern methods of spatial data processing and information visualisation are used. Apart from the developed methods and models, the results of the project include the MOBINAV technology demonstrator. Its main part is a mobile application in which selected functionalities are implemented. The most important of them are data handling model, designed in the project and its visualization with the use of a specialised cartographic model, also designed in the project, as well as a set of dedicated spatial analyses. The analyses include measurements of spatial relationships as well as the assistant of navigation. The last phase of the project included technology testing. It was performed with the use of the developed demonstrator. The tests were performed in the following stages: cartographic presentation tests, map handling functionalities tests, spatial analyses tests, navigational functionalities tests based on simulated sensors, complex tests in real conditions. The paper presents the concept of the tests and the reports of this stage of the project. The results have been enhanced with suitable screenshots of the application. The conclusions cover analysis of functionalities implementation, as well as the set of possible future improvements of the system. The research presented in the paper allowed for verification of the system assumptions stated in the specification and for proper implementation of them in the demonstrator. Thus, the performed research may be considered both, as validation and verification.

3

Ocena przekazu kartograficznego mobilnej nawigacji śródlądowej MOBINAV

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

Roczniki Geomatyki

|

2017

|

T. 15, z. 1(76)

25--36

PL

Obecnie prawie codziennie, każdy kto posiada urządzenie typu smartphone, wspomaga się aplikacjami mapowymi, które we współpracy z wbudowanym modułem GPS umożliwiają łatwą lokalizację obiektów, wytyczenie trasy bądź nawigowanie do celu. Aplikacja MOBINAV jest jedną z tego typu aplikacji, dedykowaną prowadzeniu nawigacji na wodach śródlądowych, w głównej mierze przez użytkowników rekreacyjnych. Przekaz kartograficzny aplikacji mobilnych jest dynamiczny i bardziej skomplikowany w porównaniu do tradycyjnego. Sama mapa zmienia się pod wpływem czynników zależnych od użytkownika i jego wymagań lub/oraz pod wpływem zdarzeń generowanych w trakcie realizacji nawigacji. Autorzy systemu MOBINAV opracowali model kartograficzny opierając się na dostępnych rozwiązaniach wprowadzonych w nawigacjach samochodowych lub pieszych oraz biorąc pod uwagę wymagania użytkowników, otrzymane na podstawie stosownej ankiety. Model ten zakłada 2 prezentacje kartograficzne ze względu na rodzaj urządzenia: smartphone/tablet oraz HUD. Na pierwszych prezentowana jest mapa wraz z wszystkimi jej komponentami, natomiast wizualizacja dla HUD zawiera elementy trasy, jako główną treść przekazu kartograficznego. Pod pojęciem przekazu kartograficznego systemu MOBINAV należy rozumieć logikę treści, czyli dobór elementów składających się na treść mapy (geokompozycja) dla konkretnego przypadku użycia i w odpowiedniej skali oraz logika systemu znaków i symboli, czyli stylizacja mapy – doborem kolorów poszczególnych obiektów, projektem systemu znaków i symboli reprezentujących obiekty punktowe, przy zachowaniu zasady izomorfizmu treści i postaci. Efektywność, funkcjonalność i użyteczność przekazu kartograficznego systemu MOBINAV poddana została weryfikacji przez potencjalnych użytkowników aplikacji za pomocą ankiety internetowej. Wyniki ankiety pozwoliły na dokonanie pełnej oceny, wyciągnięcie wniosków oraz zaplanowanie dalszych prac nad rozwojem i udoskonaleniem aspektów aplikacji związanych z przekazem kartograficznym.

EN

Almost every day, anyone who has a smartphone, supports himself by the web map applications, which in co-operation with a built-in GPS module, enables easy location of objects, route planning or navigation to a specific destination. The MOBINAV application is one of the applications dedicated to conduct the navigation on inland waters, primarily by recreational of users. Comparing to traditional cartography, cartographic message in mobile applications is dynamic and more complicated. The map itself is changing under the influence of several factors, depending on users and users’ requirements and/or under the influence of events generated during conducting the navigation. Basing on available solutions applied in car or pedestrian navigation systems, the authors of MOBINAV system developed a cartographic model of MOBINAV system. The requirements of users, received on the basis of the relevant questionnaire, were also taken into consideration. MOBINAV model assumes two cartographic presentations for two types of devices: smartphone/tablet and HUD. In the first case, a map is presented with all its components and visualization for HUD contains the route objects, as the main element of the cartographic message. The cartographic message of MOBINAV application should be understood as the logic content of a map, which is the selection of objects visualized on the map (geocomposition) for particular users and at an appropriate scale; and a logical system of signs and symbols – designing a system of signs and symbols representing point objects, assigning specific colours and styles, in strong correlation with the principles of isomorphism of form and content. Efficiency, functionality and usability of the cartographic model of MOBINAV system, were verified by potential users of the application via an online questionnaire. The results allowed for a full assessment of the cartographic model, to draw conclusions and to plan the further development and improvement of MOBINAV cartographic message.

4

Dokładność i wykorzystanie sensorów GNSS w systemie mobilnej nawigacji śródlądowej

Zaniewicz G., Sawczak A.

Roczniki Geomatyki

|

2016

|

T. 14, z. 2(72)

271--280

PL

Systemy mobilne charakteryzują się dynamiczną prezentacją informacji w zależności od zmieniającego się położenia obserwatora, w tym przypadku jednostki nawodnej. Kluczowym elementem jest zatem uwzględnienie pozycji jednostki własnej w systemie. Zwykle jest ona pozyskiwana metodami satelitarnymi za pomocą powszechnie stosowanych odbiorników GNSS. W ramach budowy autorskiego systemu mobilnej nawigacji śródlądowej MOBINAV, autorzy podjęli się weryfikacji dokładności sensorów GNSS wbudowanych w wybrane urządzenia mobilne. Zaproponowano dwa scenariusze testowe. Pierwszy z nich, zakładał porównanie wskaźnika HDOP oraz liczby śledzonych satelitów w trakcie przejazdu testowego samochodem osobowym. W drugim scenariuszu, porównano dane GNSS z urządzeń mobilnych z danymi referencyjnymi.

EN

Characteristic issue in mobile systems is dynamic presentation of information, depending on the continuously changing observer’s position (a boat in case of MOBINAV). Thus, the key issue is to consider the own ship position in the system. Usually it is obtained from satellite systems with commonly used GNSS receivers built in mobile devices. Proposing MOBINAV, the original, mobile navigation system for inland shipping, the authors attempted to verify the accuracy of GNSS sensors built in selected mobile devices. Two testing scenarios have been proposed. The first one has assumed the comparison of the HDOP index and the number of traced satellites during the passenger car test. In the second scenario the GNSS data from mobile devices has been compared to reference data.

5

Założenia rozszerzenia modelu prezentacji kartograficznej na potrzeby systemu mobilnej nawigacji śródlądowej

Kazimierski W., Bodus-Olkowska I., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Roczniki Geomatyki

|

2015

|

T. 13, z. 4(70)

335--348

PL

W artykule przedstawiono zagadnienia związane z projektowaniem prezentacji kartograficznej w mobilnym systemie nawigacji śródlądowej. Jednym z kluczowych aspektów projektowanego systemu jest model mobilnej prezentacji kartograficznej. Jako punkt wyjścia przyjęto metodologię znaną z literatury definiującą ów model, jako zestaw dynamicznie zmieniających się geokompozycji. W wyniku przeprowadzonych badań i analiz zdecydowano się zaproponować modyfikację modelu bazowego dla potrzeb wodnej nawigacji śródlądowej. Zrealizowane analizy obejmowały swoim zakresem przede wszystkim wymagania funkcjonalne stawiane systemowi, ale także wstępny projekt interfejsu graficznego, opracowany model wymiany danych w systemie, bazę danych oraz techniczne możliwości docelowych urządzeń. W artykule przedstawiono wyniki wszystkich analiz oraz zdefiniowano opracowany model mobilnej prezentacji kartograficznej. Uwypuklono przy tym przede wszystkim nowe elementy modelu, które w istotny sposób modyfikują model dostosowując do otrzymanych wyników analiz, podając argumentację przemawiającą za ich wprowadzeniem. W dalszej części artykułu ujęto także aspekty technologiczne wdrożenia modelu, które będzie realizowane w kolejnych zadaniach projektu.

EN

The paper presents issues related to designing cartographic presentation in a mobile navigational system for inland waters. One of the key aspects of the designed system is a model of mobile cartographic presentation. The assumed base for deliberations was a methodology known from literature (Gotlib, 2011), which defines a mobile cartographic model as a set of dynamically changing geocompositions. As a result of research works it was proposed to modify the base model for the needs of the particular inland waters navigational system. The analysis covered, first of all, functional requirements for the system, but also initial design of the interface, the data exchange model in the system, the database, as well as technical aspects of final solutions. The paper presents the analysis results, as well as the new model designed for mobile cartographic presentation. Those elements of the model, which are essentially modifying the base model, adjusting it to the required solution, were emphasized, giving the justification for its introduction. In the latter part of the paper, technological aspects of the model implementation are presented, as it is planned for the next tasks of the project.

6

Problematyka integracji danych przestrzennych z różnych źródeł w systemie mobilnej nawigacji śródlądowej

Zaniewicz G., Kazimierski W., Włodarczyk-Sielicka M.

Roczniki Geomatyki

|

2014

|

T. 12, z. 3(65)

337--346

PL

Artykuł przedstawia problematykę integracji danych przestrzennych w systemie mobilnej nawigacji śródlądowej. W tym przypadku źródłami wejściowymi danych są: śródlądowa elektroniczna mapa nawigacyjna (IENC), topograficzna baza danych BDOT10k, baza mapy Vmap poziomu drugiego oraz powszechnie dostępne dane zgromadzone w ramach projektu OpenStreetMap. Efektem finalnym ma być wielorozdzielcza i wieloreprezentacyjna baza danych przestrzennych oraz odpowiedni schemat aplikacyjny XML. Problemy integracji danych wynikają przede wszystkim z ich niespójności geometrycznej i atrybutowej. Na pierwszą największy wpływ ma różna skala kompilacji poszczególnych baz źródłowych. Dodatkowo różne sposoby pozyskiwania danych, zastosowane w różnych zbiorach również wpłynęły na to, że w wielu miejscach dane nie pokrywają się ze sobą. Niespójność atrybutowa jest w zasadzie oczywistym problemem przy różnego rodzaju zbiorach, jednak warto o niej wspomnieć szczególnie w przypadku OSM. O ile w pozostałych, standaryzowanych zbiorach niespójność atrybutową można stosunkowo łatwo wyeliminować, o tyle dane OSM charakteryzują się swoją specyfiką i w wielu przypadkach wymagają ręcznej korekty. W artykule dokonano identyfikacji problemów integracji danych przestrzennych dla potrzeb systemu mobilnej nawigacji źródłowej, a także przedstawiono wybrane zagadnienia w ujęciu praktycznym na rzeczywistych przykładach.

EN

Mobile navigation for inland shipping is an example of a GIS system dedicated to selected group of users. The system concept includes elaboration of dedicated model of mobile cartographic presentation as well as a suitable set of spatial analysis. The basis for both is spatial data derived from publicly available resources. Thus, there is a need of integrating these data. For this particular reason a conceptual data model for the system was created together with suitable importing rules. The paper presents problems of spatial data integration. The input sources are Inland Electronic Navigational Chart (IENC), topographic data base BDOT10k, database of Vmap level 2 and publicly available data covered by open source project Open Street Map. The final effect to be achieved is multiresolution and multirepresentation database and suitable XML application scheme. Integration problems are caused mostly by inconsistence of geometry and attributes. The first one is mostly influenced by various compilation scales. Additionally, different methods of gathering data used caused that in many places data are not overlaying correctly. Inconsistence of attributes is in fact obvious, when using various data sources, however it is worth mentioning especially in case of OSM. In other sources attribute problems can be easily solved, as they are standardized, but OSM data have their own characteristics and they require manual correction. The paper gives identification of problems with spatial data integration, but also includes practical approach to selected problems, based on real examples

7

Analiza wybranych metod poprawiania treści obrazów sonarowych

Łubczonek J., Zaniewicz G.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 2(59)

59--68

PL

Opracowanie obrazów sonarowych, podobnie jak lotniczych czy satelitarnych, wymaga przeprowadzenia złożonego procesu obróbki danych. Związane jest to zarówno z korekcją geometryczną jak również poprawianiem wartości zapisanych w pojedynczych pikselach. Zastosowanie danych sonarowych związane jest głównie z analizą informacji obrazowej. Stanowią one cenne źródło informacji o obiektach znajdujących się na dnie akwenu oraz jego ukształtowaniu. Obecne sensory sonarowe umożliwiają zapisanie danych w rozdzielczości wynoszącej kilka centymetrów, co teoretycznie powinno wpłynąć na poprawę potencjału interpretacyjnego obrazów. W istocie, mniejszy wymiar komórki rastra zwiększa szczegółowość obrazu, ale rejestracja jednokanałowa zmniejsza efektywność wykrycia i późniejszej identyfikacji obiektów. W związku z tym ważnym elementem w procesie interpretacji informacji sonarowej jest poprawianie jakości jego treści. Można to zrealizować za pomocą dedykowanych funkcji, które również stosuje się do poprawiania jakości zdjęć lotniczych czy obrazów satelitarnych. Obecne oprogramowanie daje szerokie możliwości poprawiania obrazów. Można tu wymienić programy dedykowane do obróbki cyfrowych fotografii, oprogramowanie GIS czy dedykowane programy do obróbki danych fotogrametryczno – teledetekcyjnych. Programy te są zazwyczaj zróżnicowane w zakresie funkcjonalności i dostępnych narzędzi. Ich obecne możliwości stały się motywacją do przeprowadzenia analizy wybranych metod poprawiania treści obrazów sonarowych. W niniejszej pracy analizę ukierunkowano na wyłonienie metod, które zwiększają efektywność wykrycia oraz późniejszej identyfikacji obiektów. W badaniach uwzględniono dedykowane oprogramowanie do obróbki danych sonarowych oraz stosowane w opracowaniu innych danych obrazowych. Praca realizowana w ramach projektu rozwojowego finansowany ze środków na naukę w latach 2011-2012 „Rozwinięcie metod przetwarzania geodanych w pomiarach hydrograficznych na akwenach morskich i śródlądowych”.

EN

Working with side scan sonar images is similar to aerial photographs or satellite images and it requires a complex process of data processing. This is due to the geometric correction and values correction stored in the individual pixels. The use of sonar data is mainly related to the analysis of visual information. They are a valuable source of information about objects on the sea bottom and their shape. The present sonar sensors allow the operator to record data at a resolution of a few centimetres, which in theory should improve potential interpretation of images. In fact, a smaller raster cell size increases the detail, but single-channel recording reduces the effectiveness of detection and later identification of objects. Therefore, an important element in the interpretation of the sonar information is to improve the quality of its content. This can be done by dedicated functions, which are also used to enhance the quality of aerial photographs or satellite images. The present software provides wide possibilities to correct images, including software dedicated to processing digital photos, GIS software or software dedicated for photogrammetry and remote sensing data processing. These programs are usually different in terms of functionality and tools available. Their present capabilities provide motivation to analyse selected methods to improve the content of sonar images. In this paper, analyses were directed at the identification of methods to increase the efficiency of detection and later identification of objects. In the studies, dedicated software for sonar data processing and software used in processing other imaging data were included. Research work is financed from the fund for science in years 2011 – 2012.

8

Analiza doboru parametrów rejestracji obrazów sonarów MS1000 na potrzeby automatycznej detekcji obiektu ruchomego

Wawrzyniak N., Zaniewicz G.

Roczniki Geomatyki

|

2013

|

T. 11, z. 1(58)

105--112

PL

Stacjonarne wysokoczęstotliwościowe sonary skanujące (ang. MSIS) wykorzystywane są głównie do obrazowania znanych struktur podwodnych oraz wspomagania nawigacji pojazdów bądź nurków w trakcie inspekcji lub poszukiwań. Ich wysoka częstotliwość oraz możliwość wizualizacji wiązek podczas rejestracji w trybie bliskim rzeczywistemu pozwala na śledzenie ruchu obiektów znajdujących się w zakresie skanowania sonaru. Oprogramowanie producenta pozwala na manualne wskazywanie celów do śledzenia przez operatora sonaru. Zdalnie sterowany pojazd podwodny (ang. ROV) służy głównie do wizualnej inspekcji budowli hydrotechnicznych lub szukanych obiektów. Wyposażony w kilka pędników ROV, jest w stanie poruszać się w zadanym przez operatora kierunku. Sterowanie wspomagają również, proste sensory nawigacji podwodnej: kompas oraz czujnik głębokości. Dodatkowo, dzięki zamontowanej kamerze i oświetleniu, aktualny obraz przesyłany jest do konsoli sterowania ustawionej na powierzchni. Proponowane podejście pozwoli na automatyzację procesu odnajdowania pojazdu pod warunkiem odpowiedniego doboru parametrów rejestracji obrazów MSIS. W badaniach przetestowano w warunkach rzeczywistych wpływ współczynnika wzmocnienia, korekcji zasięgowej oraz szybkości skanowania na wykrywanie obiektu. Dla wybranych ustawień przeprowadzono różne scenariusze przebiegu śledzenia. Algorytm testów lokalizacji obiektu zaimplementowano w środowisku Matlab. Odpowiedni dobór parametrów rejestracji pozwoli na ułatwienie wyodrębnienia obiektu ruchomego na obrazie sonarowym. Pozwoli to na usprawnienie procesu jego lokalizacji i śledzenia. Do badań wykorzystano sonar skanujący MS1000 oraz robota podwodnego VideoRay Explorer.

EN

Stationary high-frequency scanning MSISs (Mechanically Scanned Imaging Sonar) are mainly used to visualize previously known underwater structures and to aid ROVs (Remotely Operated Vehicles) and divers to navigate during underwater inspections and surveys. Their high frequency and ability to draw sonar beam in close to real-time mode allows to track objects situated in their scanning range. ROVs usually play an additional role in visual inspections of underwater structures and sought objects. Equipped with several propellers, ROVs are able to move in any direction specified by its operator. Steering is also supported by basic navigational sensors as compass and depth sensors. Additionally, thanks to an embedded video camera with LED lightning, real-time image can be instantly sent to controller’s console on the shore. The proposed approach allows automation of the process of first localization of the moving object (ROV) in the sonar image, provided that a proper selection of parameters for recording MSIS images is made. In the studies, several tests were conducted of the actual influence under real conditions of sonar signal gain factor, TVG correction and scan speed on the detection process. Different tracking scenarios were run for selected settings. Testing algorithm for object localization was implemented in Matlab environment. Proper selection of recording parameters facilitates separation of the moving object on sonar image. This improves the process of tracking and tracing the moving objects. The study used MS1000 scanning sonar and VideoRay underwater robot explorer to conduct all tests.

9

Opracowanie i wizualizacja numerycznych modeli terenu oraz dna morskiego dla potrzeb geoinformatycznego sytemu ochrony portu

Łubczonek J., Zaniewicz G.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

187--198

PL

Ochrona terenów portowych jest istotnym zadaniem wpływającym na bezpieczeństwo pracowników, ładunków oraz jednostek pływających znajdujących się na terenie portu. Na rynku światowym istnieje wiele rozwiązań wspierających służby ochrony, w których implementuje się rozwiązania technologii GIS. W związku z tym, że jednym z zadań realizowanych za pomocą systemu geoinformatycznego ochrony portu jest ocena panującej sytuacji, przeprowadzanie analiz przestrzennych czy monitoring jednostek operacyjnych, istotnym elementem, na który należy w szczególności zwrócić uwagę jest numeryczny model terenu oraz numeryczny model dna. Odpowiednio opracowane modele, jak również poziom ich szczegółowości, wpływają bezpośrednio na efektywność przeprowadzania zadań operacyjnych. Niniejsza praca przedstawia założenia opracowania i wizualizacji NMT oraz NMD w systemie geoinformatycznym ochrony portu. W szczególnym przypadku związane jest to z wizualizacją trójwymiarową, gdzie założono możliwość prezentacji informacji w różnych poziomach szczegółowości. Do opracowania modeli wykorzystano dane z pomiarów o wysokiej gęstości: sondy interferometrycznej i laserowego skaningu lotniczego. Końcowym opracowaniem jest połączony model numerycznego modelu dna oraz terenu jak również różne koncepcje ich wizualizacji. Prace badawcze finansowane są ze środków na naukę w latach 2010-2012 jako projekt badawczy.

EN

Protection of port areas is an important task of contributing to the safety of workers, goods and vessels located in the port area. On the global market, there are many solutions to support security services, which implements the GIS technology solutions. In regard to the fact that one of the tasks carried out by geoinformatic system for port security are, estimate of the situation, spatial analyzes or monitoring of operating unit, an important element which should be particularly noted are the digital terrain model and a numerical model of the sea bottom. Properly prepared models as well as the level of detail are directly affected to the efficiency of performing operational tasks. This paper presents the design and visualization assumptions of DTM and numerical model of the sea bottom in the geoinformatic system for port security. In the particular case of this is related to the three-dimensional visualization, which was founded to present information at different levels of detail. To develop models, authors based on data from high-density measurements: interferometry echosounder and airborne laser scanning. The final development is connected model of the sea bottom and the numerical model of the terrain and different concepts of visualization. Research work are financed from fund for science in years 2010 - 2012 as a research project.

10

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.

11

Analiza standardów elektronicznych map nawigacyjnych w aspekcie tworzenia geoinformacyjnego systemu ochrony portu

Łubczonek J., Bodus-Olkowska I., Włodarczyk-Sielicka M., Zaniewicz G.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

249--259

PL

Jednym z podstawowych elementów systemu geoinformatycznego jest mapa numeryczna, która powinna być dostosowana do realizowanych przy jego pomocy zadań. Opracowanie mapy od podstaw, biorąc pod uwagę jej wszystkie etapy projektowe, jest bardzo czasochłonne. Ostateczny produkt powinien być jasny i czytelny, co w jednoznaczny sposób przekłada się na poprawność prezentacji kartograficznej treści mapy. W obecnej dobie, mając na uwadze ilość oraz coraz szersze zastosowanie oprogramowania typu GIS (Geographic Information System) umożliwiającego w większości przypadków tworzenie map, można zaobserwować zróżnicowany poziom ich jakości. Niepoprawnie opracowane produkty kartograficzne, stanowiące element systemów geoinformacyjnych mogą wręcz obniżyć ich docelową funkcjonalność. W stadium koncepcyjnym tworzenia mapy dla systemu geoinformacyjnego ochrony portu zastosowano metodę opracowania mapy, polegającą na wykorzystaniu elementów różnych standardów map nawigacyjnych. Umożliwiło to wykorzystanie istniejących obiektów oraz ich atrybutów, a także stosowanej metody prezentacji kartograficznej. Automatycznie przekłada się to również na spójność z istniejącymi produktami opracowanymi wg istniejących standardów, co powinno ułatwić wdrożenie nowego produktu (mapy) w środowisku zawodowo powiązanym z morzem. W celu opracowania mapy dla Geoinformatycznego Systemu Ochrony Portu przeprowadzono analizę standardów związanych z tworzeniem takich produktów jak ENC, IENC, DNC. W związku z charakterem mapy, której treść ze względu na dedykowane przeznaczenie powinna prezentować również informacje związane z obszarem lądowym, dodatkowo poddano analizie bazę VMap L2 oraz uzupełniono docelowy zbiór obiektów geograficznych własnymi propozycjami obiektów i opisujących ich atrybutów. Końcowy produkt, oparty na opracowanym w początkowej fazie projektu standardzie, zaprezentowano w prototypowej aplikacji do wizualizacji mapy systemu geoinformatycznego ochrony portu. Należy przy tym nadmienić, że w pracy zaprezentowano standard oraz prototypowe aplikacje, które są w dalszym ciągu rozwijane i udoskonalane.

EN

One of the basic elements of the geoinformatic system is the numeric map, which should be adapted to carry out with it help the implemented tasks. Compiling of map from the very begining with taking into account all stages/levels of its designing, is very time consuming. The final product should be clear and legible, and should reflect the correctness of the contents of cartographic presentation of the map. At present, the increasing number of various software such as GIS (Geographic Information System) and its usage in the mapping process, one can observe different levels of the map quality. Inappropriate cartographic products, which are part of any geoinformation systems may actually lower their target functionality. In the conceptual stage of compiling the map for geoinformatic port security system, had been chosen another method of developing the map, consisting in a combination of several similar standards of navigational charts. This enabled the use the standardized methods of cartographic presentation and coding of objects. Also, it automatically reflects to the consistency with existing products, which are developed by existing standards. It should facilitate its subsequent implementation in the professional environment associated with the sea. In order to develop the map for geoinformatic port security system, an analysis of standards of electronic products such as ENC, IENC and DNC was carried out. Due to the nature of the map and the contents of its dedicated purpose, it should also present the extended information related to the land area, thats why further the VMap L2 was analyzed. Set of its geographic features were added. The final product presentation is in a prototype application for visualizing dedicated maps for geoinformatic port security system.

12

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.

13

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

Wawrzyniak N., Zaniewicz G.

Roczniki Geomatyki

|

2011

|

T. 9, z. 2

133-137

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.

14

Pomiary batymetryczne na potrzeby produkcji śródlądowych elektronicznych map nawigacyjnych obszaru RIS Dolnej Odry

Bodus-Olkowska I., Wawrzyniak N., Zaniewicz G.

Logistyka

|

2011

|

nr 6

PL

Dane batymetryczne stanowią niezbędną część informacji zawartych w komórkach śródlądowych map nawigacyjnych. Ze względu na brak standardu prowadzenia pomiarów jak i opracowywania danych hydrograficznych dla wód śródlądowych w Polsce oparto się o standardy i wytyczne Międzynarodowej Organizacji Hydrograficznej (ang. IHO). Problematyka pomiarów na akwenach śródlądowych znacznie różni się od problematyki pomiarów morskich, co stanowiło wyzwanie dla zespołu naukowo-badawczego Akademii Morskiej w Szczecinie. Do wykonania płytkowodnych pomiarów batymetrycznych użyto innowacyjnego rozwiązania, jakim jest sonarowy system interferometryczny. Wyniki badań zawarto w prototypowych komórkach śródlądowych map nawigacyjnych.

EN

Bathymetric data represent a necessary part of the information contained in the cells of inland navigation charts. Due to the lack of standards for hydrographic measurements and data development of inland waters in Poland, the work was based on the guidelines of the International Hydrographic Organization (IHO). Problems in the hydrographic surveying of inland waters are significantly different from the problems of data acquisition at seas, which became a challenge for the research team of Maritime University in Szczecin. An innovative solution was used – a swath-bathymetry interferometric system to perform shallow bathymetric measurements. The results are included in the prototype cells of Polish inland electronic navigational charts.