Сучасні комп’ютерні методи обробки і візуалізації гідроакустичної інформації

Abstract

Показано, що за допомогою вітчизняних сучасних комп’ютерних методів обробки і візуалізації гідроакустичної інформації можна отримувати не тільки детальну топографію дна, а й додаткову інформацію про структуру верхньої частини розрізу донного ґрунту. Розглянуто питання спільного подання результатів знімання рельєфу дна і створення його ґрунтових карт у вигляді тривимірних зображень (3D). Вирішено задачу отримання невідомої інформації про стан донних відкладів на віддалі від носія гідроакустичного профілографа методом просторової інтерполяції. Наведено результати використання гідроакустичної апаратури для вивчення дна спільно фахівцями Інституту геологічних наук та Науково-технічного центру панорамних акустичних систем НАН України в рамках проекту “Створення системи спостережень за впливом господарської діяльності на природні комплекси та оперативного контролю негативних змін у їх складі”. За комплексним підходом на основі дистанційних методів встановлено закономірності поширення певних літологічних типів донних відкладів у обстеженому районі р. Дніпро.

Показано, что с помощью отечественных современных компьютерных методов обработки и визуализации гидроакустической информации можно получать не только детальную топографию дна, но и дополнительную информацию о структуре верхней части разреза донного грунта. Рассматриваются вопросы совместного представления результатов съемки рельефа дна и создание его грунтовых карт в виде трехмерных изображений (3D). Решена задача получения неизвестной информации о состоянии донных отложений на удалении от носителя гидроакустического профилографа методом пространственной интерполяции. Приводятся результаты использования гидроакустической аппаратуры для изучения дна совместно специалистами Института геологических наук и Научно-технического центра панорамных акустических систем НАН Украины в рамках проекта “Создание системы наблюдений за влиянием хозяйственной деятельности на природные комплексы и оперативного контроля негативных изменений в их составе”. Комплексный подход на основе дистанционных методов позволил установить закономерности распространения определенных литологических типов донных отложений в обследованном районе р. Днепр, а именно: заиленные участки соответствуют районам минимальной гидродинамической активности, а также активной хозяйственной деятельности (в частности, район судоремонтного завода); накопление илов происходит в понижениях рельефа (ловушках) в пределах фарватера.

Purpose. The article examines the use of hydrographic information technologies in the study of the water area bottom. It is shown that modern hydro-acoustic equipment permits to obtain not only detailed bottom topography but also additional data on the structure of the upper bottom section. Design/methodology/approach. The importance of hydrographic software tools for processing and analyzing bathymetry and water column data is determined. Much attention is given to the use of parametric sub-bottom profilers, as well as to the issues of joint presentations of the results of bottom topography and ground maps as three-dimensional images. The article describes the method of processing sonar data profiler using the developed algorithms based on statistical methods and the correlation analysis to assess the likelihood of stratification and to determine the acoustic properties of sediments. Findings. The most advanced and promising remote evaluation tool of the upper layer of bottom sediments is an instrumental complex, which is based on a side-scan sonar, a profilograph and the Global Positioning System (GPS). Domestic software complexes of hydro-acoustic data processing and visualization developed by modern information technologies permit to build a variety of data models, creating conditions for collaboration of different specialists such as geologists, oceanologists, acousticians, and ecologists. Practical value/implications. Representative full-scale data on the state of the environment in the area of influence of urban centers with a high degree of anthropogenic pressure and a high level of negative impact on the environment will permit to identify measures to minimize the impact of economic activity on natural systems.