Eksploracja dna

We wrześniu 2014 r. firma Leading Edge Geomatics (LEG), współpracując z pracownikami Nova Scotia Community College (NSCC) i Applied Geomatics Research Group (AGRG), zainstalowała system Airborne Hydrography AB (AHAB) Chiroptera II, używany do monitorowania środowiska w pobliżu brzegu, w samolocie Beechcraft King Air 90C w celu wykonania pierwszych w historii zespołu chmur punktów przy użyciu systemu topobatymetrycznego. Wiodąca topograficzna firma LIDAR i zajmująca się zbieraniem zdjęć lotniczych, realizująca projekty w całej Ameryce Północnej, LEG zdecydowała się wykorzystać swoją rozległą wiedzę operacyjną i doświadczenie w zakresie przetwarzania danych w nowym systemie skanowania LIDAR, przewidując nowe rynki i badania w środowiskach płytkich wód. Mamy nadzieję, że ten nowy czujnik będzie liderem w tej dziedzinie.

Każdy, kto kiedykolwiek próbował przeprowadzić badania lotnicze w regionie Atlantyku w Kanadzie, zdaje sobie sprawę, że niezwykle rzadko można znaleźć dwa kolejne dni bezchmurnych warunków. Nawet biorąc pod uwagę niskie wysokości, na których system ma pozyskiwać dane na wysokości 400 m (1300 stóp), nie spodziewaliśmy się, że uda nam się zrealizować ten początkowy projekt tak szybko. Na szczęście początkowe loty rozpoczęły się podczas niezwykłej serii słonecznych, bezchmurnych dni, z najlepszą pogodą do latania, jaką ktokolwiek z nas pamięta. Z wyjątkiem kilku obszarów, które musiały zostać ponownie zebrane z powodu błotnistego osadu w kolumnach wody, byliśmy w stanie zebrać wszystkie nasze priorytetowe projekty w mniej niż tydzień. Ponieważ system Chiroptera II jest tak przyjazny dla użytkownika i łatwy do nauczenia, zespół był w stanie przeprowadzić szkolenie kilku operatorów podczas zbierania danych, a wszyscy z nich zgłosili intuicyjny, łatwy w obsłudze interfejs. System pozwala operatorom analizować przebiegi fal próbkowane podczas lotów w celu ustalenia, czy rejestrowany jest zanurzony grunt. Umożliwia to operatorom szybkie podejmowanie decyzji, które nie tylko oszczędzają cenny czas lotu i wydatki, ale także gwarantują powodzenie wielu misji lotniczych.

Oprogramowanie do przetwarzania danych dostarczone przez AHAB, znane jako LIDAR Survey Studio (LSS), umożliwia przeglądanie wyników skanowania jeszcze w samolocie. Po skorzystaniu z kilku innych aplikacji do przetwarzania danych LIDAR, zespół stwierdził, że LSS jest w stanie łatwo konfigurować, przetwarzać i wyprowadzać ostateczne dane. Oprogramowanie łączy ścieżkę lotu, przetworzoną za pomocą dowolnego SPAN (Sychronised Postion Attitude Navigation) z surowym przebiegiem fali i prezentuje ją w intuicyjnym i dobrze rozplanowanym interfejsie. Parametry przetwarzania są ustawiane za pomocą plików konfiguracyjnych dla ustawień systemu, ustawień przetwarzania (metoda klasyfikacji) i kalibracji (niewspółosiowość czujnika). Wyniki przetwarzania oprogramowania zapewniają pozycjonowane i w pełni sklasyfikowane dane. Następnie użytkownik analizuje przetworzone dane uderzeń w dno w odniesieniu do powierzchni wody, aby określić, czy klasyfikacja zakończyła się powodzeniem. Jeśli wymagane są pewne modyfikacje, zmiany są wprowadzane, a dane są ponownie uruchamiane przez oprogramowanie, aż klasyfikacja prawidłowo reprezentuje dane. Tworzenie skalibrowanych, prawidłowo ustawionych i sklasyfikowanych zestawów danych jest bardzo prostym procesem.

Pełny widok 3D wyświetla punkty szybko i płynnie, umożliwiając użytkownikowi łatwe sprawdzenie przetworzonych wyników i pracę nad danymi w celu ich przedstawienia zgodnie z potrzebami. Narzędzia do wyświetlania zapewniają niezliczone sposoby przedstawiania wyników. Wybranie pojedynczego zwrotu lub punktu z danych powoduje wyświetlenie odpowiednich danych kształtu fali i obrazu. Widoki te pomagają w określeniu dokładności klasyfikacji danych. Jedynym ograniczeniem jest brak narzędzi do ręcznej klasyfikacji. Przydatna byłaby możliwość zmiany klasyfikacji punktów w oparciu o bogactwo danych zawartych w pełnym przebiegu fali i szybko dostępne obrazy QC (obrazy analizujące jakość danych). W praktyce może to ułatwić zrozumienie, czy zwrot jest w rzeczywistości uderzeniem w dno lub zanurzoną roślinnością, zamiast przeprowadzania czyszczenia klasyfikacji w aplikacji innej firmy bez dostępu do informacji o przebiegu fali.

Chiroptera II to dobrze zbudowane, solidne rozwiązanie do zbierania płytkiej wody. Nasz zespół był w stanie osiągnąć doskonałe wyniki penetracji, ale zgodnie z oczekiwaniami system jest w dużym stopniu zależny od dobrej przejrzystości wody. Obszary takie jak rzeka St John natychmiast blokowały dane zwrotne, gdy do rzeki wpływał inny strumień wody. Nie jest to nieoczekiwane i mętna woda pozostanie przeszkodą dla tego systemu. Jednak w obszarach, w których przejrzystość wody jest akceptowalna, system działa znakomicie. Ujścia rzek na wybrzeżu Northumberland w Nowym Brunszwiku przyniosły doskonałe wyniki, mapując prawie całe dno morskie.

Dane z Sable Island wykazały zaskakującą przejrzystość przy penetracji głębokości do 15 metrów (49 stóp). Skaner topograficzny (sprzedawany oddzielnie jako Leica AHAB DragonEye) był testowany na wyspie Sable w oderwaniu od skanera batymetrycznego. Skaner ten działał dobrze na wysokości 1400 metrów (4600 stóp) i zapewniał próbkowanie gruntu z dokładnością lepszą niż jeden punkt na metr. Wielokrotny kąt patrzenia systemu zapewnia minimalne cienie LIDAR w danych, co może wyeliminować potrzebę wielokrotnych przejść. Ogólnie rzecz biorąc, Chiroptera II to niezwykle wydajny, elastyczny i dobrze zaprojektowany system topo-batymetryczny.

Napisał Wayne Richardson