190 likes | 262 Views
System wizualizacji łąk podwodnych i profili wgłębnych w kontekście geograficznym na podstawie akustycznych danych pomiarowych Zleceniodawca: Instytut Oceanologii PAN, Sopot, Pracownia Akustyki Morza Koordynator: dr Z. Łubniewski, mgr A. Partyka Wstępna specyfikacja zadania projektowego:
E N D
System wizualizacji łąk podwodnych i profili wgłębnych w kontekście geograficznym na podstawie akustycznych danych pomiarowych Zleceniodawca: Instytut Oceanologii PAN, Sopot, Pracownia Akustyki Morza Koordynator: dr Z. Łubniewski, mgr A. Partyka Wstępna specyfikacja zadania projektowego: Opracowanie systemu do mapowania akustycznych danych pomiarowych (na temat roślinności podwodnej oraz dna morskiego) w kontekście geograficznym, z możliwością mozaikowania danych z sąsiednich obszarów i łączenia danych akustycznych z kartograficznymi oraz tworzenia gotowych map w formie widoków 2D i 3D
underwater meadows MAIN MOTIVATION: to study the possibility of underwater meadow detection, biomass estimation species identification in the Puck Bay (southern Baltic Sea)using hydroacoustic techniques
echosounder information on target scattered sound HYDROACOUSTIC TECHNIQUES data collection data processing
DGPS side scan sonar camera side scan sonar underwater meadows APPROACH echosounder
APPROACH DATA ACQUISITION acoustical data: 1. Biosonics dual beam echosounder frequency: 208 kHz, 2. EdgeTech Side Scan Sonar DF-1000 frequency 100 and 500 kHz precise position data : DGPS TRIMBLE SE4000 frequency: 1 kHz, horizontal accuracy: 0.3 – 1 m biological data: diver observation and sampling underwater video recording PROCESSING THE POSITION – REFERENCED HYDROACOUSTICAL DATA to detect and track the bottom to detect and to characterize the vegetation
APPROACH Site conditions studied area - 500 m x 500 m size, northern part of the outer Puck Bay bottom conditions - sand bottom bathymetry - a very slight variability, mean depth about 2 m patchy vegetation spatial distribution dominant species – Zostera Marina, Zanichellia sp. and Potamogeton sp.
DIFFICULTIES COMPLICATED BACKSCATTERING MECHANISM: 1. brown filamentous algae (Pilayella sp.) (eutrophication) 2. “acoustically hard” sessile organisms 3. BUBBLES
RESULTS (down looking echosounder) UNDERWATER MEADOW DETECTION THE DETECTION TECHNIQUE WAS DEVELOPED SPECIES IDENTIFICATION THE DATA WERE COLLECTED AND SOME PROCESSING ALGORYTHMS WERE DEVELOPED BIOMASS ESTIMATION THE DATA WERE COLLECTED
UNDERWATER MEADOWS DETECTION. METHODS 3. Neural Net-based recognition method 1. „Bottom tracking” method RESULTS (down looking echosounder) 2. „Parametric” method
„BOTTOM TRACKING” METHOD echosounder z2 z1 vegetation p p t2=2z2/c t1=2z1/c t echosounder pulse z1 sandy bottom sandy bed t
„BOTTOM TRACKING” METHOD (i) detection (underwater meadows occurrence) (ii) plant height measurement (iii) mapping possibilities
UNDERWATER MEADOWS DETECTION . METHODS 3. Neural Net-based recognition method 1. „Bottom tracking” method 2. „Parametric” method
“PARAMETRIC” METHOD, first step - definition of important parameters vegetation sandy bottom
RESULTS (side scan sonar, mapping) map of underwater vegetation spatial distribution May 2001
RESULTS (side scan sonar) SEASONAL VARIABILITY
FUTURE WORK: 1. Species identification 2. Biomass estimation 3. Study of backscattering mechanism