KR101339678B1 - Calculation method of rock and non-rock area for surveying - Google Patents

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KR101339678B1
KR101339678B1 KR1020130096307A KR20130096307A KR101339678B1 KR 101339678 B1 KR101339678 B1 KR 101339678B1 KR 1020130096307 A KR1020130096307 A KR 1020130096307A KR 20130096307 A KR20130096307 A KR 20130096307A KR 101339678 B1 KR101339678 B1 KR 101339678B1
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submarine
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KR1020130096307A
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최임호
김종식
박기룡
표기원
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한국수산자원관리공단
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Abstract

The whole process flow chart of the present invention is shown in figure 1. A method for calculating a submarine rock-occupied area required for the research of shaded foreshore with trees is proposed, the method comprising the steps of: checking a place in which the research is to be conducted (s100); computerizing a digital chart while checking the digital chart to determine and make a zone chart (s200); examining submarine topology (s300), wherein the submarine topology examining step includes a multi-beam water level measuring step (s310), a seafloor image exploration step (s320), and a shallow subsurface investigation step (s330) and, additionally, includes a submarine quality investigation step (s340); performing three-dimensional modeling for the submarine topology (s400); and calculating the area of a submarine rock area based on the modeling data (s500). [Reference numerals] (AA) Check a place in which research is to be conducted;(BB) Collect village fishery drawings;(CC) Confirm a location and a research area;(DD) Identify a site through a satellite map;(EE) Create a zone chart;(FF) Confirm a digital chart;(GG) Computerize drawings;(HH) Extract submarine topology data;(II) Measure a multi-beam water level;(JJ) Explore a seafloor image;(KK) Investigate a shallow subsurface;(LL) Investigate submarine quality;(MM) Three-dimensional modeling;(NN) Statistical analysis;(OO) Calculate general rock/non-rock areas;(PP) Analyze a modeling image

Description

갯녹음 실태조사를 위한 암반,비암반 면적 산출방법{Omitted}Calculation method of rock and non-rock area for surveying tidal flat recording {Omitted}

본 발명은 전국 연안의 갯녹음 실태조사를 위하여 암반/비암반 면적을 산정하는 방법에 관한 기술 분야에 속한다.
The present invention belongs to the technical field of a method for estimating rock / non-rock mass for the investigation of the tidal flats of the coastal waters.

최근 지구 온난화의 이상기온에 따른 수온상승과 육상의 오염물질이 연안으로 유입되는 등의 여러 가지 추정으로 연안 암반 지역에서 해조류가 사라지고 흰색의 무절석회조류가 달라붙어 암반지역이 흰색으로 변하는 현상이 많이 나타나고 있다. Due to various estimations such as the rise of water temperature due to the abnormal temperature of global warming and the inflow of land pollutants to the coast, the algae disappeared in the coastal rock area and white calcite algae stuck to the rock area. Appearing.

한국 연근해에서는 1970년대 말에 발견되어 현재 전국 연안 암반에 전체적으로 확산되고 있다. 이러한 상황에서 갯녹음 현상의 원인을 찾는 사전 조사 방법으로 암반/비암반의 표면적 비율을 산정하여, 갯녹음 현상이 발생하기 쉬운 지역을 데이터 베이스화 하기 위한 방법을 제시하고자 한다.It was discovered in the offshore coast of Korea in the late 1970s and is now spreading throughout coastal rock. In this situation, as a preliminary investigation to find the cause of the tidal swelling, the surface area ratio of rock / non-rock is estimated, and a method for databaseing the area where the tidal swelling is likely to occur is proposed.

갯녹음 현상의 실태 파악은 알려진 바와 같이 암반 면적에 깊이 관련되어 있으므로 해양의 암반 면적을 산정함으로써 갯녹음 현상 실태 조사가 가능하게 된다. 이에 따라 본 발명은 전국 연안의 해양조사 자료를 이용하여, 암반과 비암반의 표면적을 산출하는 기술을 제시하고자 한다.
As it is known that grading of the tidal recording phenomenon is known to be deeply related to the rock area, it is possible to investigate the tidal recording phenomenon by calculating the rock area of the ocean. Accordingly, the present invention is to propose a technique for calculating the surface area of the rock and non-rock bed using the ocean survey data of the coastal nation.

없음none

본 발명에서는 조사대상 해양 지역에 대하여, 수심측량, 해저면 영상탐사 및 천부지층 탐사를 수행한 뒤, 해저면에 대한 3차원 모델링 및 모델링 영상 분석을 통하여 해저 암반 및 비암반 지역의 면적을 산정하는 방법을 제시하고자 한다.
In the present invention, after performing a depth survey, seabed image exploration and celestial layer exploration for the surveyed marine area, the area of the seabed and non-rock area is estimated through 3D modeling and modeling image analysis of the seabed. I would like to present a method.

갯녹음 실태조사를 위한 암반,비암반 면적 산출방법에 있어서,In the rock and non-rock area calculation method for surveying the sound recording

조사가 수행될 곳의 대상지를 확인하는 단계( s100 ); 수치해도를 이용하여 조사대상지 구역도를 확정하는 단계(s200); s200단계의 구역도에 해당하는 해저에 대한 해저지형자료추출단계(s300); s300단계에서의 자료를 이용하여 해저 지형에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계( s400); 3차원 모델링된 자료를 토대로 하여 해저 암반 지역의 면적을 산출하는 과정(s500)을 포함하되,
Identifying a destination of where the investigation is to be performed ( s100 ) ; Determining an area to be surveyed using the numerical chart ( s200 ); submarine topographical data extraction step for the seabed corresponding to the zonal diagram of step S200 ( s300 ); performing three-dimensional modeling of the seabed terrain using the data in step s300 ( s400 ); Calculating the area of the seabed rock area based on the three-dimensional modeled data ( s500 ),

s300단계에서는 조사 해저면에 대하여 멀티빔음향측심기를 이용한 수심측량과정(s310)과 해저면영상탐사과정(s320) 및 천부지층탐사(s330)을 포함하며,In step s300 comprises a sounding process (s310) and the sea floor image sensing process (s320), and superficial layers exploration (s330) by using the multi-beam echo sounder with respect to the irradiated sea floor,

상기 s310단계에서는, In step s310 ,

멀티빔음향측심기에 의하여 획득된 수심자료에 대하여 센서옵셋과정, 센서 보정 및 음속변화에 대한 보정과정이 수행된 뒤, 공간기반 자료편집을 거친 최종자료(해저면 좌표 X, Y, Z) 를 추출하며,After the sensor offset process, the sensor calibration, and the sound velocity change are performed on the depth data acquired by the multibeam echo sounder, the final data (sea bottom coordinates X, Y, Z) are extracted. ,

상기 s320 단계에서는,remind in s320 stage,

해저면 영상탐사 장비(사이드스캔소나)를 이용하여, 해저면의 영상을 획득하되, 조사구역의 계획도를 작성하는 사전작업단계(s321, pre-procissing work), Using the sea floor image sensing equipment (side scan sonar), the sea floor image is acquired, and the preliminary work steps ( s321 , pre-procissing work)

탐사체 투입을 시행하는 현장조사 단계(s322), On-site survey step ( s322 ) to conduct the exploration,

영상이미지 분석단계와 영상이미지들을 합체하는 모자이크 영상 구성단계를 포함한 사후분석단계(s323, post processing work)로 구성되고,It consists of a post-processing step ( s323 , post processing work), including the image image analysis step and mosaic image composition step of merging the image images,

상기 s323 단계의 영상이미지분석단계에서는,remind In the video image analysis step of step s323 ,

사이드스캔소나의 데이터 획득 및 처리프로그램을 이용하여, 예인길이 보정(Lay-Back Correction)과, 필터링(Filtering(Gain, TVG))과 경사거리 보정(Slant Range Correction)을 시행하여 위험물의 정보를 추출하며, Using the side scan sonar data acquisition and processing program, it extracts information of dangerous goods by performing towing-back correction, filtering (Gain, TVG) and slope range correction. ,

상기 s330 단계에서,remind in step s330 ,

천부지층탐사용 시스템은 음파를 발생하는 음원(Source), 해저층으로부터 반사되어 오는 음파를 수진하는 수신기(Receiver) 및 수신된 음파를 디지털 신호로 바꾸어 처리를 하는 A/D 변환장치 및 신호처리장치로 구성되되, 신호처리장치에서는 이득치 변환(Gain Control) 및 시간이득변환(TVG; Time Varing Gain)으로 후처리하는 과정이 수행되고, The tier detection system is a source that generates sound waves, a receiver that receives sound waves reflected from the sea floor, and an A / D converter and signal processing device that converts the received sound waves into digital signals for processing. In the signal processing apparatus, post-processing is performed by gain control and time varing gain (TVG).

상기 s400 단계에서는,In step s400 ,

해저 지형에 대한 3차원 모델링 프로그램을 이용하여 해저공간좌표 데이터의 정렬, 이상 자료 제거 및 공간 분석을 실시한 후 암반,비암반에 대한 면적을 산출하되, Using the three-dimensional modeling program for the seabed topography, the area of rock and non-rock is calculated after alignment of seafloor coordinate data, removal of abnormal data, and spatial analysis.

데이타 중에서 평균치에서 떨어진 오차범위 밖의 인자를 제거하기 위하여 전체 표준편차에서 벗어나는 오차를 제거하기 위한 처리하고(s410, out liar과정), In order to remove the factors out of the error range from the mean, the data are processed to remove the error from the standard deviation ( s410 , out liar process).

불규칙 특정 집단을 하나의 통계치로 표현을 하는 방법으로 불규칙한 자료배열 상태를 규칙적으로 재배열하는 과정을 수행하는 과정(s420, Reduce noise) 및 The process of regularly rearranging irregular data array states by expressing a particular group of irregularities as a statistic ( s420 , Reduce noise) and

중복되는 데이터를 줄여 최대한 원본 형상으로 모델을 만들기 위한 과정을 수행하여 중복된 자료와 밀도가 높은 분포지역의 자료를 소거하여 잉여 자료를 제거하며,(s430 , uniform 과정)The process of creating a model with the original shape as much as possible by reducing the overlapping data is carried out to remove redundant data and data of a high density distribution area to remove excess data ( s430 , uniform process).

s430 과정 후의 자료를 3차원 표면처리 하여 기본적인 3차원 모델링 형상을 획득하는 과정(s440, wrap과정) Process of acquiring basic three-dimensional modeling shape by three-dimensional surface treatment of data after s430 process ( s440 , wrap process)

s440 단계후 자료가 누락된 지역에 대해 보간을 수행하는 과정(s450 , Fill Hole 보간)을 수행함을 특징으로 하는 갯녹음 실태조사를 위한 암반,비암반 면적 산출방법이 제시된다.
After step s440 , a method for calculating rock mass and non-rock area is proposed for interpolation in the area where data is missing ( s450 , Fill Hole interpolation).

본 발명을 통하여 조사대상 해양 지역에 대하여, 수심측량, 해저면 영상탐사 및 천부지층 탐사를 수행한 뒤, 해저면에 대한 3차원 모델링 및 모델링 영상 분석을 통하여 해저 암반 및 비암반 지역의 면적을 산정하는 것이 가능하다.
Through the present invention, after performing depth surveying, seabed image exploration, and shallow ground exploration, the area of the seabed and non-rock area is estimated through 3D modeling and modeling image analysis of the seabed. It is possible to.

도 1은 본 발명의 실시예에 따른 암반, 비암반 면적 산출 순서도
도 2는 조사 대상 해역지역 설정도면
도 3은 고성군 근해 구역도
도 4는 수치해도를 참조하여 확정된 고성군에 대한 근해 구역도
도 5는 고성군 근해에 대한 수심측정에 의한 해저지형도
도 6은 고성군 근해에 대한 해저면 영상탐사에 의한 해저면 영상
도 7은 고성군 근해 해저면에 대한 천부지층 탐사도
도 8은 고성군 근해 해저면에 대하여 추출된 모델링 결과자료
도 9는 고 8에서 비암반 지역 제거를 통한 암반 지역 추출자료
도 10은 멀티빔 음향측심기 음파 송수신 형태를 설명하기 위한 도면
도 11은 멀티빔 음향측심기인 Simrad EM3002 시스템의 구성도
도 12는 멀티빔 음향측심기에 의하여 획득된 해저지형 자료를 캘리브레이션한 후의 해저지형도의 예시
도 13은 멀티빔 음향측심 자료 취득화면 예시
도 14는 멀티빔 음향측심기 자세자료 보정과정 예시
도 15는 조석 보정과정 예시
도 16은 항법자료 편집과정 예시
도 17은 공간기반 자료 편집과정 예시
도 18은 수치해도에서 멀티빔측정 자료를 최종 구현한 화면 예시
도 19는 해저면 영상탐사 작업순서도
도 20은 사이드스캔소나 탐사 장면도
도 21은 사이드스캔소나에 의해 취득된 자료를 처리하는 과정 예시
도 22는 사이드스캔소나에 의한 원시자료 획득부터 모자익(mosaic) 영상을 구성하기 까지의 모식도
도 23은 천부지층탐사를 위한 인공위성위치측정기의 제원표
도 24는 천부지층탐사를 위한 고주파 지층탐사기(Z-TAM II)의 제원표
도 25는 천부지층탐사 자료취득 및 처리화면 예시
도 26은 암반비암반 면적 산정을 위한 기초자료인 해저지형에 대한 공간좌표값
도 27은 공간좌표를 이용하여 3차원 모델링 프로그램에서 데이터정렬, 이상자료 제거, 공간분석을 통한 정밀자료보간을 수행하는 장면 예시
도 28은 필보간(FILL HOLE) 보간을 이용한 자료보간 장면 예시
도 29는 암반,비암반 면적을 추출하는 장면 예시이다.
1 is a flow chart of rock mass, non-rock mass according to an embodiment of the present invention
2 is a drawing showing the sea area to be investigated
3 is an offshore area map of Goseong-gun
4 is an offshore zone diagram for the Goseong-gun, which was confirmed with reference to the numerical chart.
5 is a seabed topographical map by depth measurement for Goseong-gun waters
6 is a bottom image by sea bottom image exploration for Goseong-gun waters
FIG. 7 is an exploration diagram of a shallow strata of Goseong-gun offshore
8 is a modeling result data extracted for Goseong-gun offshore sea floor
9 shows the extraction of rock mass through removal of non-rock mass at high 8
10 is a view for explaining a multi-beam echo sounder transmission and reception form
11 is a configuration diagram of a Simrad EM3002 system as a multibeam echo sounder
12 is an illustration of a seabed topographical view after calibrating the seabed topographical data obtained by the multibeam echo sounder.
13 is an example of a multi-beam echo data acquisition screen
14 is an example of a multi-beam echo sounder posture correction process
15 is an example of tidal correction process
16 is an example of navigation data editing process
17 is an example of a space-based data editing process
18 is a screen example of finally implementing the multi-beam measurement data in the numerical diagram
19 is a flowchart illustrating a sea floor image exploration work
20 is a side scan or exploration scene diagram
21 is an example of a process of processing data acquired by a side scan sonar
Fig. 22 is a schematic diagram from the acquisition of raw data by side scan sonar to the construction of a moaic image;
23 is a table of the satellite position finder for the exploration of celestial strata;
24 is a table of the high frequency stratum detector (Z-TAM II) for celestial exploration
25 is an example of the census data acquisition and processing screen
FIG. 26 shows the spatial coordinates of the seabed topography, which is the basic data for estimating bedrock masses.
27 is a scene example of performing precise data interpolation through data alignment, abnormal data removal, and spatial analysis in a 3D modeling program using spatial coordinates
28 is an example of data interpolation scene using the fill interpolation (FILL HOLE)
29 shows an example of extracting rock and non-rock areas.

이하 도면을 참고하여 본 발명의 바람직한 실시예에 대하여 구체적으로 설명한다. 다만 본 발명의 권리범위는 이하의 실시예에 국한되지 않고 특허청구범위와 균등수준의 발명 범위에서 파악되어야 한다.
Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. However, the scope of the present invention should not be limited to the following examples, but should be grasped in the scope of claims and equivalents of the invention.

도 1에서는 본 발명의 전체 공정 순서도를 도시하고 있다. 먼저 조사가 수행될 곳의 과업대상지를 확인하며(s100), 수치해도를 확인하면서 수치해도를 전산화 하여 구역도를 확정, 작성하게 된다.(s200). Figure 1 shows the overall process flow chart of the present invention. First, check the target site where the investigation is to be performed (s100), and confirm the numerical chart while computerizing the numerical chart to determine and prepare the zonal chart (s200).

그다음 해저지형자료추출단계(s300)를 거치게 되는데, 이과정은 멀티빔 수심측량과정(s310)과 해저면영상탐사과정(s320) 및 천부지층탐사(s330)을 포함하고 추가적으로 해저질조사과정(s340)을 더 포함할 수도 있다.
Then, the seabed topography data extraction step (s300) is performed, which includes a multi-beam depth measurement process (s310), a bottom image detection process (s320), and a top floor exploration process (s330). ) May be further included.

이어서 해저 지형에 대한 3차원 모델링을 수행하며(s400), 모델링된 자료를 토대로 하여 해저 암반 지역의 면적을 산출하는 과정(s500)을 거침으로써, 갯녹음 실태조사에 필요한 해저 암반 차지 면적을 계산할 수 있게 된다.
Subsequently, three-dimensional modeling of the seabed topography is performed (s400), and the area of the seabed rock area is calculated based on the modeled data (s500). do.

도 2와 같이 전국 해안에 대하여 과업대상지를 선정하여, 마을 어장의 도면을 수집하며, 각 해안에 대한 좌표 위치 및 위성지도를 이용한 정확한 조사구역을 확정하게 된다. 도 3은 기존 확보되어 있는 구역도로서, 현장 탐사를 통하여 오류 수정을 함과 동시에 도 4와 같이 수치해도를 확정한다. 도 4에서는 고성군 해안 지역에 대한 수치해도이며 도 5내지 도 9의 과정을 거침으로써 최종적으로는 고성군 해안 지역의 암반, 비암반 면적을 산출하는 예시를 보이고 있다.As shown in FIG. 2, the task area is selected for the national coasts, the drawings of the village fishing grounds are collected, and the correct survey area is determined using the coordinate position and the satellite map for each coast. FIG. 3 is an area diagram secured previously, and at the same time, the numerical correction is determined as shown in FIG. 4 is a numerical view of the Goseong-gun coastal area, and shows an example of finally calculating the rock and non-rock area in the Goseong-gun coastal area by going through the process of FIGS. 5 to 9.

도 2에서는 전국 해안을 15개소로 나누어 대상해역의 마을어장도, 지적도, 권역도 등의 측량자료를 활용하여 최종적으로 이 지역 해저 암반이 점유한 면적을 계산한다.In Figure 2, the coastal area is divided into 15 locations, and finally, the area occupied by the sea bedrock is calculated by using survey data such as village fishing grounds, cadastral maps, and regional maps.

즉 도 5는 고성군 근해에 대한 수심측정에 의한 해저지형도로서 s310단계의 결과물에 해당하고, 도 6은 고성군 근해에 대한 해저면 영상탐사에 의한 해저면 영상으로서 s320 단계의 결과물에 해당한다.That is, FIG. 5 is a result of step s310 as a seabed topography by depth measurement of Goseong-gun water, and FIG. 6 corresponds to a result of step s320 as a bottom image by seabed image exploration for Goseong-gun waters.

도 7은 고성군 근해 해저면에 대한 천부지층 탐사도로서 s330 단계의 결과물에 해당한다. 도 8은 고성군 근해 해저면에 대하여 추출된 모델링 결과자료로서 s400 단계의 결과물이고, 도 9는 고 8에서 비암반 지역 제거를 통한 해저 암반 지역의 면적 계산을 위한 최종 그림자료이다.7 is an exploration diagram of the shallow strata of Goseong-gun offshore, which corresponds to the result of step s330. FIG. 8 is a modeling result data extracted for Goseong-gun offshore sea floor and the result of step s400. FIG. 9 is a final figure data for calculating the area of the seabed rock area by removing the non-rock area at high 8.

상기 s100 단계와 s200단계인 과업대상지 확인과 정확한 수치해도를 도출하는 과정은 당업자 수준에서 통상 사용되는 방법으로서 이에 대한 구체적인 설명은 생략하도록 한다.The process of identifying the task target and deriving the exact numerical chart, which are the steps s100 and s200, is a method commonly used by those skilled in the art, so a detailed description thereof will be omitted.

이하, 해저지형 조사 및 3차원 모델링 단계 그리고 암반, 비암반 면적을 산출하는 과정에 대하여 구체적으로 설명한다.
Hereinafter, the seabed topography and the three-dimensional modeling step, and the process of calculating the rock, non-rock area will be described in detail.

수심측량 단계 Hydro Survey Step

멀티빔수심측량은 음파생성(Beamforming) 혹은 간섭에 의한 음파탐지기법을 이용하여 적지조사 구역의 해저 지형을 멀티빔음향측심기로 측량하며, 음파의 주사각 조정에 따른 고해상도 관측이 가능하다. 또한 주파수나 신호처리 기법을 알맞게 적용하면 해저의 정확한 수심과 위치 및 형상 등을 각각의 목적에 맞는 정보를 얻을 수 있다. Multi-beam depth surveying uses the sound wave detection method by the soundforming or the interference to survey the seabed topography of the tropic area with a multi-beam echo sounder, and it is possible to observe high resolution by adjusting the scanning angle of the sound waves. In addition, if you apply frequency or signal processing technique properly, you can get the exact depth, location and shape of the seabed for each purpose.

멀티빔 시스템은 빔의 각도가 좁게 형성될수록 고해상도의 탐지영역(Foot print)을 제공하고, 주파수나 신호처리 기법을 알맞게 적용하면 각각의 목적(항해위험물조사, 수로측량, 준설측량, 인공어초 조사, 주향관측, 시설물 측량 등)에 맞는 정확도를 만들 수 있다.Multi-beam system provides a high resolution foot print as the beam angle is narrower, and if the frequency or signal processing technique is appropriately applied, it can be used for each purpose (sea hazard survey, waterway survey, dredging survey, artificial reef survey, Accuracy can be tailored to homeopathic observations, facility surveys, etc.).

멀티빔 음향측심기는 음파 송수신부(Transducer and Transceiver arrays), 장치 제어부(Operator unit), 신호 처리부(Signal processor)로 구성된다. The multi-beam echo sounder includes a transducer and transceiver arrays, an operator unit, and a signal processor.

음파 발신부는 탐사선과 같은 방향으로 배열되어 탐사선의 수직으로 음파가 발생되고, 수신배열은 탐사선의 수직으로 배열되어 진행방향의 수직방향으로 횡단폭의 신호를 수신한다. The sound wave transmitter is arranged in the same direction as the probe and generates sound waves in the vertical direction of the probe, and the receiving array is arranged vertically of the probe to receive a signal having a transverse width in the vertical direction of the traveling direction.

도 10은 음파의 송수신 형태를 나타낸 것이다. 멀티빔에서 발생되는 음파는 탐사선의 수직방향으로 일정 주사각(Swath angle)으로 방사되며, 수신기의 배열이 일정 각도(Beam angle)로 수신하여 해저면의 각 지점들의 수심을 측심하게 된다. 측심 가능한 폭은 횡단폭과 수심에 의해 결정되는데, 한계 수심범위 내에서는 다음 식으로 구할 수 있다.
10 shows a transmission and reception form of sound waves. The sound waves generated in the multi-beams are radiated at a certain swath angle in the vertical direction of the probe, and the array of receivers is received at a predetermined angle to sound the depth of each point on the sea bottom. The soundable width is determined by the transverse width and the depth, which can be obtained from the following equation.

Figure 112013073667928-pat00001
Figure 112013073667928-pat00001

(

Figure 112013073667928-pat00002
: 측심 폭,
Figure 112013073667928-pat00003
: 수심,
Figure 112013073667928-pat00004
: 음파 주사각)
(
Figure 112013073667928-pat00002
= Sounding width,
Figure 112013073667928-pat00003
: Depth,
Figure 112013073667928-pat00004
: Sound wave scanning angle)

장치 제어부는 음파송수신부의 음파를 제어하여 발신간격, 음파의 길이, 음파의 세기 등을 제어하여 최적의 신호를 수신할 수 있도록 한다. 송수신기에서 방사 후 각 수신배열에 수신된 신호는 신호처리기에서 수심을 추출하게 된다. 신호의 상태를 분석하여 최종적으로 취득해야할 수심자료의 형태로 출력하게 된다.The device controller controls the sound waves of the sound wave receiver to control the transmission interval, the length of the sound waves, the intensity of the sound waves, and the like to receive the optimal signal. The signal received in each receiving array after radiating from the transceiver extracts the depth from the signal processor. The state of the signal is analyzed and output in the form of depth data to be finally acquired.

멀티빔 음향측심기 시스템의 구성을 설명하면 다음과 같다.The configuration of the multi-beam echo sounder system is as follows.

멀티빔음향측심기는 정확한 수심자료의 취득을 위해 각종 센서 및 자료보정이 필수적이며, 수심자료 처리 시 음속 보정을 위한 수층음속자료와 조석보정을 위한 조석관측 자료를 필요로 한다.In order to acquire accurate depth data, the multi-beam acoustic echo sounder requires various sensors and data corrections, and it is necessary for the hydrosonic data for sound speed correction and the tidal observation data for tidal correction.

도 11은 수심측정에 사용되는 멀티빔음향측심기의 시스템 구성도를 나타내고 있으며, 한번 측량 시 수심의 4배를 커버할 수 있는 주사폭을 가지고 있다.
11 shows a system configuration diagram of a multibeam acoustic echo sounder used for depth measurement, and has a scanning width that can cover four times the depth in one measurement.

EM3002의 경우 측심기 직하방을 좌우 65씩 총 130의 부채꼴 모양으로 멀티빔을 방사하여 1.5씩 총 254개의 빔을 수신할 수 있다. 위 시스템은 IHO 특등급 기준에 만족하는 정확도를 가지고 정밀한 해저지형 자료를 수집할 수 있다. EM3002는 탐사선의 측면 또는 선저에 부착하여 운용되는데 정확한 지형조사를 실시함에 있어 모션센서, 자이로콤파스, GPS, SVP 등 여러 가지 부가 센서들이 필요하다. In the case of the EM3002, a total of 254 beams can be received by 1.5 by radiating a multi-beam in a fan shape of 130 in total, left and right 65 at right below the sounder. The system can collect precise undersea terrain data with accuracy that meets the IHO special criteria. The EM3002 is attached to the side or bottom of the probe and requires additional sensors such as motion sensors, gyro compasses, GPS, SVP, etc. to conduct accurate terrain surveys.

모션센서에 대하여 설명하면, 3차원적인 탐사선의 움직임을 정밀하게 측정하기 위해 모션센서 장비인 MRU (Motion Reference Unit)가 사용된다. 이 MRU는 탐사선의 움직임에 대해 롤링, 피칭,히빙, 자이로 (Rolling, Pitching, Heaving, Gyro) 값을 측정하여 그로 인해 발생하는 측심 오차를 보정하는 역할을 한다. 현장 조사에서 EM3002의 경우 모션센서는 Kongsberg 사의 Seatax MRU-5, 자이로콤파스는 Seatax Seapath200이 사용되었다. Referring to the motion sensor, a motion reference unit (MRU), which is a motion sensor device, is used to accurately measure the motion of a three-dimensional probe. The MRU measures Rolling, Pitching, Heaving, and Gyro values for the probe's movement and compensates for the sounding errors caused. In the field survey, for the EM3002, motion sensors were used for Kongsberg Seatax MRU-5 and Gyro Compass Seatax Seapath200.

측심선의 측점 위치는 위성위치측정기인 D.G.P.S(Differential Global Positioning System)로 측정한다. 국토해양부 위성항법중앙사무소의 D.G.P.S 시스템은 통제국인 대전 위성항법중앙사무소 1개소와 11개소의 기준국 및 5개소의 감시국을 구성하여 운영되고 있는데 이들 기준국에서는 GPS위성 신호를 수신하고 위치 보정량을 산출하여 이를 RTCM SC104의 형식으로 이용자에게 실시간 제공한다. 이로부터 얻은 WGS-84좌표 및 UTM좌표로 측심 위치를 결정한다.
Station location of the sounding line is measured by DGPS (Differential Global Positioning System). The DGPS system of the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs, Satellite Navigation Central Office is composed of one Daejeon Satellite Navigation Central Office, 11 reference stations and 5 monitoring stations, which receive GPS satellite signals and calculate the position correction amount. This is provided to the user in the form of RTCM SC104 in real time. The WGS-84 and UTM coordinates are then used to determine the sounding position.

SVP(음속도 프로파일)(SVP)에 대하여 설명하면, 수심은 음파가 해저면에 도달한 후 돌아오는 시간을 환산하여 계산되며, 수온과 염도에 의한 영향을 가지게 된다. 일반적으로 평균 1,500m/s의 값을 가지며 정확한 수심을 계산하기 위해서 반드시 음속도를 보정하여야 한다
In the description of SVP (Sound Velocity Profile) (SVP), the depth of water is calculated in terms of the return time after the sound wave reaches the bottom of the sea, and is influenced by the water temperature and salinity. In general, it has an average value of 1,500m / s and the sound velocity must be corrected to calculate the correct depth.

이하, 멀티빔 수심측량에서의 자료취득 및 자료처리방법에 대해 설명한다.Hereinafter, data acquisition and data processing methods in multibeam depth measurement will be described.

.멀티빔수심측량은 해역의 깊이를 측정하는 작업으로, 과업지시서, 수로측량업무규정 등 정확도를 높여야 한다. 측량선의 항속은 56knot 사이의 등속을 유지하며 측정하였으며, 섬, 노간출암, 등부표, 어장, 해상구조물 등의 항목을 파악하여 측선 계획도를 작성하며, 상기 측량선 항속은 당업자 수준에서 가감 가능하다.
Multibeam depth surveying is a measure of the depth of the sea area, and it is necessary to increase the accuracy of work instructions and waterway surveying regulations. The surveying speed of the survey line was measured while maintaining constant velocity between 56 knots, and a survey plan was prepared by grasping items such as islands, outcrops, buoys, fisheries, and offshore structures.

센서 옵셋(Offset)은 거리기준점(CRP: Central Reference Point)을 기준으로 각 센서(D.G.P.S, 모션센서, 자이로컴퍼스, 송수파기)의 상대거리를 뜻한다. 이러한 거리는 측량선의 선수방향을 전면으로 위치하였을 때, 좌우방향이 X축, 전후방향이 Y축을 뜻하며 상하방향이 Z축을 뜻한다. 각 축은 거리기준을 중심으로 각각 음과 양 부호를 붙이는데, X축은 우측, Y축은 전면, Z축은 윗부분이 양(+)을 뜻한다. 거리기준점(Central Reference Point)은 선박 무게중심점(선박 움직임의 중심)으로 결정하였으며 이 기준점이 위치 및 수심정보에 대한 기준점이다. Sensor offset refers to the relative distance of each sensor (D.G.P.S, motion sensor, gyro compass, transceiver) based on the central reference point (CRP). When the distance is in the forward direction of the survey line, this distance means the X-axis, the front-rear direction is Y-axis, and the vertical direction is Z-axis. Each axis is given a negative sign with respect to the distance reference. The X axis is on the right, the Y axis is on the front, and the Z axis is on the top. The central reference point was determined as the ship's center of gravity (the center of the ship's movement) and this reference point is the reference point for position and depth information.

표 1은 각 센서의 옵셋값을 나타내며, 기본적으로 Seapath 200의 환경설정 프로그램에 입력하여 멀티빔수심측량 데이터 결과에 보정되어 사용된다.Table 1 shows the offset values of each sensor. Basically, they are input into the Seapath 200's configuration program and used to correct the multibeam depth measurement data.


센서 종류
축 방향

Sensor type
Axial direction


D.G.P.S


DGPS


모션센서


Motion Sensor


멀티빔
트랜스듀서


Multi Beam
Transducer

Figure 112013073667928-pat00005

선박좌표체계
Figure 112013073667928-pat00005

Ship coordinate system
(좌측 -) X (우측 +)(Left-) X (right +) -0.100-0.100 +0.000+0.000 +0.689+0.689 (후면 -) Y (전면 +)(Back-) Y (front +) +1.390+1.390 +0.000+0.000 -0.550-0.550 ( -) Z ( +)(-) Z (+) +2.419+2.419 +0.000+0.000 -0.972-0.972

이하 센서 보정(캘리브레이션)에 대하여 설명한다. 멀티빔음향측심기를 사용함에 있어 오차의 최소화를 위해 각 센서와 송수파기의 정렬상태에 따른 위치설정이 중요하다. 멀티빔 음향측심기는 빔의 각도가 크고 하방으로 발진되기 때문에 배의 움직임에 따른 송수파기의 움직임 또한 크다. 캘리브레이션은 멀티빔 음향측심기가 최초 설치되는 선박에 대해서 실시하는 테스트로 특정 조건의 해저면에서 얻어진 두 측심의 수심자료를 비교하여 멀티빔 음향측심기의 기하학적 설치상태를 수치로 계산 후 수심자료의 오차가 최소가 되는 멀티빔 음향측심기의 오프셋 각도를 구하는 과정이다. 일반적으로 센서의 캘리브레이션 과정은 수심 25m내지30m의 수심지역을 선택하여 평탄한 지형과 돌출된 암지역 및 경사지역을 선택하여 수행하게 된다. 롤 보정(roll calibration)에서는 지형이 평탄한 지점을 선택하여 같은 라인을 서로 다른 방향, 같은 속도하며, 시간지연 보정(time delay calibration)에서는 지형이 급경사이거나 인공구조물을 선택하여 그 중심에 라인을 설정하고 동일한 방향으로 처음은 보통의 속력으로, 다음은 처음의 두 배의 속력으로 실시한다.
The sensor correction (calibration) will be described below. In using the multibeam acoustic echo sounder, it is important to set the position according to the alignment state of each sensor and transceiver to minimize the error. The multibeam echo sounder has a large beam angle and oscillates downward, so that the transmitter and the receiver move according to the ship's movement. Calibration is a test performed on a vessel in which a multibeam echo sounder is first installed.The depth data of two beam echo sounders is calculated by comparing the depth data of two echo sounders obtained from the sea floor under specific conditions. The process of obtaining the offset angle of the multi-beam echo sounder. In general, the calibration process of the sensor is performed by selecting a depth of 25m to 30m depth of the flat terrain, protruding rock area and slope area. In roll calibration, you select a point where the terrain is flat to speed the same line in different directions and at the same speed. In time delay calibration, the terrain is steep or you select an artifact to set the line at the center of it. In the same direction, first run at normal speed, then at twice the speed of the first run.

피치 보정(pitch calibration)에서는 지형이 완만한 경사를 이루고 있는 곳을 선택하여 급경사에 평형으로 라인을 설정하고 서로 다른 방향에서 같은 속도로 측정한다. 롤, 피치, 타임 레이턴시(Roll, Pitch, Time Latency)를 보정하기 위하여 특정지역에서 300-500m의 라인을 중첩하여 실시한다. 패치테스트는 여러 차례에 걸쳐 전회의 패치테스트 값을 적용 후 실시하며, 전회의 패치테스트 적용한 값과 비교하여 그 오차가 최소가 될 때 까지 수행한다. 패치테스트 장소선정에 있어 배가 자주 다니는 항로는 피하고, 주변에 해수의 밀도 변화를 줄 수 있는 담수 유입이 없는 곳으로 하며 주변보다 깊어 해저에 밀도가 큰 수괴가 존재 하지 않는 곳을 선택한다. 선박의 움직임에 대해서 시스템 보정을 위한 3성분의 지향각과 Time Latency의 값은 측량선에 부착되는 각 센서의 위치에 따라 큰 영향을 받으므로 각 센서의 오프셋을 측정하여 패치테스트에 반영하였다.
Pitch calibration selects where the terrain has a gentle slope, sets the line in equilibrium with steep slopes, and measures at the same speed in different directions. In order to correct roll, pitch, and time latency, 300-500m lines are superimposed in a specific area. The patch test is performed several times after applying the previous patch test value, and compared with the previous patch test value until the error is minimized. When selecting a patch test site, avoid frequent routes and avoid freshwater inflow that can change the density of seawater, and choose a place that is not deeper than the water. The three-component orientation angle and time latency values for the ship's movements were greatly influenced by the position of each sensor attached to the survey line, so the offset of each sensor was measured and reflected in the patch test.

음속 관측은 측량 전 및 도중에 23시간 간격으로 수행하며, 멀티빔수심측량에서 발생하는 음속변화에 대한 보정에 필수 작업공정이다. 음파의 전달 속도는 해수의 온도, 염분, 수압, 수온 등의 해상 변화 요인에 의해 변하므로 관측 해역의 음속을 측정한 후 얻어진 수심결과에 대해 음속도을 보정하게 된다. 음속 취득 위치는 사전 현장조사 및 선장의 조언을 통해 배가 안전하게 정박해 있을 수 있는 장소 및 가능한 측심 해역의 최심부에서 수행하였다.
Sound velocity observation is performed at 23-hour intervals before and during the survey, and is an essential work process for the correction of sound velocity changes that occur in multibeam depth surveying. Since the speed of sound wave changes by factors such as sea temperature, salinity, water pressure, and water temperature, the sound velocity is corrected for the depth results obtained after measuring the sound velocity in the observed sea area. The sonic acquisition location was carried out at the deepest part of the ship and in the sounding sea area where the ship could be safely anchored by prior field survey and captain's advice.

멀티빔음향측심 자료는 각 자료의 취득 날짜, 시간(1/100초 단위), 위치(GPS로 수신된 위, 경도 좌표를 사업목적에 맞게 WGS84, UTM으로 저장, 수심 위치는 각 핑마다의 전파-반사 시간의 합으로 저장), 핑 수(각 핑은 음압과 진폭, 주기를 기준으로 품질이 3단계로 나누어져 저장), 모션과 자이로(시간 동기화로 수심 자료와 연동 저장) 및 선박의 속도(GPS를 통해 계산된 선속) 등 많은 자료가 동시에 저장된다(도 13). 조사 자료는 관측 당시의 해상 상황 및 주변 여건으로 인해 발생하는 오측자료에 대한 편집과정을 거치며, 조석 및 각 자료에 대한 단계별 보정 과정을 수행하여 최종 실 직하수심을 얻게 된다. 멀티빔 음향측심 자료는 대용량의 위치 및 수심자료를 포함하고 있어 이를 취득하는 소프트웨어가 필요한데 본 발명에서는. EM3002의 경우 Marine으로 수심과 위치데이터 및 조사선의 모션 등을 동시에 취득하는 프로그램이다. 취득된 시간의 음향측심자료는 수층의 음속 단면자료를 통한 보정을 실시하였다. 수층음속단면 자료는 측량 시작 전, 정오, 오후에 각각 1회 취득하는 것을 원칙으로 취득하였고, 본 측량해역은 자료의 취득거리가 긴 특성이 있어 원거리 이동시 추가로 수층음속 자료를 측정하였다. 수층음속 단면자료의 형식은 SVP 또는 로그(Log) 타입이다. 취득된 수층음속자료는 음향측심 자료취득과 동시에 보정을 실시하였고, 표층음속 또한 SVP를 이용하여 현장에서 음향측심 자료와 함께 취득해 실시간으로 보정되었다.
Multi-beam acoustic echo data stores the acquisition date, time (in hundredths of a second), and location (GPS and longitude coordinates received by GPS as WGS84 and UTM according to business purpose. -Stored as a sum of reflection times), number of pings (each ping is divided into three levels of quality based on sound pressure, amplitude and period), motion and gyro (stored in conjunction with depth data with time synchronization) and vessel speed Many data are stored at the same time (Fig. 13). The survey data is edited on the wrong side data generated due to the sea situation and surrounding conditions at the time of observation, and the final working depth is obtained by performing the step-by-step correction process for tides and each data. The multi-beam echo sounding data includes a large amount of position and depth data, and requires software to acquire the same. In case of EM3002, it is a program that acquires depth, position data, and motion of irradiated vessel at the same time with Marine. The acoustic echo data of the acquired time was corrected through the sound velocity profile of the water column. In principle, the supersonic cross section data was obtained once before noon, at noon, and afternoon. The hydrosonic cross-sectional data is of type SVP or Log. Acquisition of acoustic sound data was carried out at the same time as acoustic sound data was acquired, and surface sound velocity was also corrected in real time by acquiring sound echo data in the field using SVP.

도 13은 멀티빔 음향측심 자료 취득화면 예시화면이고, 도 14는 멀티빔 음향측심기 자세자료 보정과정 예시화면이며, 도 15는 조석 보정과정 예시화면에 해당한다. 조석자료는 정밀수심측량에 있어 중요한 오차의 원인이 되며 적지조사 구역 내 설치되어 있는 국립해양조사원 조위관측소 자료를 이용하였다. 조석보정을 위해 생성된 자료는 CARIS의 입력형식에 맞도록 도 17과 같이 *.tid 형식으로 변환하여 적용하였다. 항법자료는 선회구간 및 GPS 에러로 인한 자료를 도 16처럼 삭제 혹은 보정하였다.FIG. 13 is an example screen for acquiring a multi-beam echo sound data, FIG. 14 is an example screen for correcting a multibeam echo sounder attitude data, and FIG. 15 is an example screen for tidal correction. Tide data is used as an important cause of errors in precision depth surveys and data from tidal survey stations installed by the National Maritime Research Institute. The data generated for tidal correction was converted to * .tid format and applied to the input format of CARIS as shown in FIG. 17. Navigation data was deleted or corrected as shown in Figure 16 due to the turning section and GPS error.

오측심에 대한 보정은 수심의 범위, 빔 각도, 빔의 품질 등급(Poor, Low, Bad Quality) 등에 따른 수심 자료를 자동 및 수동으로 제거하는 툴이 사용된다. 이러한 툴은 멀티빔 소나 장비의 결함이나 자료취득 시 해상의 상태 변화 등에 따른 오측심 자료의 제거를 자료처리자가 다양한 방법으로 응용하여 처리할 수 있게 한다. 오측심 자동제거는 일반적인 Depth 필터링을 사용하며 본 측량에서는 수심 범위를 90m(해도 및 전반적인 측량 성과 검토 후 결정) 이내로 설정하였으며 그 외의 자료는 오측심 자료로 판단하여 제거하였다. 1차적인 라인기반 Swath 에러제거 후 공간기반 Subset 에러 제거를 실시하여 최대한의 품질을 유지하도록 하였다.Correction for erroneous depth is used with tools to automatically and manually remove depth data based on depth of range, beam angle, beam quality (Poor, Low, Bad Quality). These tools enable data processors to apply a variety of methods to eliminate misunderstanding data, such as defects in multibeam sources or equipment, or changes in the state of the sea during data acquisition. In the survey, normal depth filtering is used. In this survey, the depth range is set within 90 m (determined after reviewing the chart and the overall survey results). After the first line-based swath error elimination, space-based subset error elimination is performed to maintain the maximum quality.

도 17과 같이 공간기반 자료 편집을 거친 최종자료는 X, Y, Z를 추출(원도 도엽 축척에 적합한 간격으로 천소수심을 추출)하여 자료 분석에 필요한 3D 가시화물을 수치해도에 도 18과 같이 표현한다As shown in FIG. 18, the final data that has undergone the space-based data editing as shown in FIG. 17 is extracted from X, Y, and Z (extracted water depths at intervals suitable for the scale of the original map). Express

고성군에 해안지역에 대한 수심측정 자료에 의하여 구축된 해저지형도는 도 5에 도시된 바와 같다.
The seabed topography constructed by the depth measurement data for the coastal region in Goseong-gun is as shown in FIG.

해저면 영상탐사Seabed video exploration

앞선 과정에서 획득된 해저면 수심측정 자료는 여러가지 오차를 함유하고 있기 때문에, 본 탐사과정에서는 해저면의 실제 영상을 획득하여, 그 해저지역에서 암반인지 비암반인지 판단 자료로 사용할 수 있는 자료를 추출하기 위한 과정이다.
Since the depth measurement data obtained in the previous process contains various errors, this exploration process obtains the actual image of the bottom surface and extracts the data that can be used as the data for determining whether it is rock or non-rock. It is a process to do it.

해저면 영상탐사는 사이드스캔소나(Side Scan Sonar)를 사용하였다. 수중에서 양방향 음파를 사용하여 해저의 지형 및 목표물 등의 크기, 형태 등을 탐색하는 장비로써 도 19에서는 해저면 영상탐사의 순서가 도시되어 있다. Sea floor imaging was done using Side Scan Sonar. FIG. 19 illustrates an underwater image search procedure as a device for searching the size and shape of the topography and targets of the seabed using two-way sound waves underwater.

조사과정은 크게 조사구역의 계획도 작성 및 장비점검 등의 사전작업(Pre Processing Work)과 현장조사(Surveying), 그리고 조사결과를 분석하는 사후작업(Post Processing Work)으로 구분된다.
The survey process is largely divided into pre-processing work such as planning of the survey area and equipment inspection, surveying, and post-processing work to analyze the survey results.

해저면 영상탐사에 사용되는 사이드스캔소나는 선박을 이용하여 탐사체(Towfish)를 견인함으로써 수중바닥이나 수중에 대한 영상자료를 취득하는 장치로써 그 구성은 크게 D.G.P.S안테나, Towfish, TPU (Transceiver Processing Unit) 등으로 나뉜다. 또한 탐사체 양면에 각각1개의 Transducer를 장착하여 해저면을 향해 반사, 반향되는 음향 신호를 Tow-cable을 통해 TPU(신호처리부)로 전송하여 증폭과 필터를 거쳐 노트북으로 보내진 영상신호를 통해 실시간으로 해저 및 수중의 상태를 확인할 수 있는 장비이다. 사이드스캔소나의 음파 발신 및 수신 형태는 탐사체의 진행 방향에 대하여 수직 단면으로 부채꼴 모양으로 빔폭은 0.2 얇은 두께를 갖고 좌우로 퍼져나가는 모양이며, 후방 산란에 의하여 해저면으로부터 측면으로 되돌아오는 반사파 신호를 수신하게 된다. Tow Fish의 위치와 사이드스캔소나 음압에 의해 구한 음압 정보는 점이 아닌 영역의 음압값을 나타낸다. 이 지역을 Foot print Area라고 한다. Foot print의 개수는 아날로그 신호를 디지털로 변환할 때 샘플링 간격에 따라 결정된 수이다.
The side scan sonar used for underwater image exploration is a device that acquires image data on the underwater bottom or underwater by towing a towfish by using a ship. Its structure is largely DGPS antenna, Towfish, TPU (Transceiver Processing Unit). ), Etc. In addition, one transducer is mounted on both sides of the probe to transmit sound signals reflected and reflected toward the bottom of the sea to the TPU (signal processing unit) through tow-cable, and then through amplification, filters, and video signals sent to the laptop in real time. This equipment can check the condition of the seabed and underwater. Sound wave transmission and reception of the side scan sonar is a vertical section with respect to the traveling direction of the probe, and the beam width is 0.2 thin and spreads from side to side. Will be received. The sound pressure information obtained by the position of the Tow Fish and the side scan or the sound pressure represents the sound pressure value of the area, not the dot. This area is called Foot print Area. The number of foot prints is determined according to the sampling interval when converting an analog signal to digital.

사전작업으로는 조사지역 계획도작성 및 조사장비 투입운용과정이다. The preliminary work is the preparation of survey area plan and the operation of investigative equipment.

조사지역의 계획도는 단순히 가시화를 목적으로 작성되며, D.G.P.S장비와 연결하여 실제적인 항로 궤적의 표시, 영상 분포의 정확한 위치를 파악하기 위하여 다음과 같은 과정을 거친다. 미측심구역이 없도록 사전 해도를 참고로 계획도 작성하며 수심도 및 기존 해저질 자료를 바탕으로 주사폭과 게인(Gain)을 결정한다.The plan of the survey area is prepared for the purpose of visualization only, and is connected with D.G.P.S equipment to go through the following process to identify the actual route trajectory and the exact location of the image distribution. The plan is also drawn up with reference to the prior chart so that there is no sounding area, and the scan width and gain are determined based on the depth and the existing subsea data.

탐사체는 선박의 프로펠러나 선체의 방해물이 없는 측면이나 선미에서 견인 하도록 하고 견인 신호 케이블의 고정은 신호선이 파손되지 않도록 주의하며, 하강하는 탐사체가 견인방향과 일치하며 수평을 유지하는지 확인한다. 사이드스캔소나를 운용할 경우에 가장 많은 어려움을 갖는 것이 탐사체 운영고도의 결정과 유지이며, 운용 시 조류나 유체의 흐름으로 인하여 탐사체를 원하는 고도로 유지하기 어렵다. 탐사체의 고도(Altitude)는 해저면에서의 높이이며, 가장 최적의 초음파 영상을 취득하기 위한 탐사체의 고도는 탐사체 탐색범위(Range)의 1020정도 또는 적어도 수심의 반 이하가 되는 것이 최적의 영상을 표현하기에 적합하다. 현장 조사 시 조사구역의 주변수심에 따라 사이드스캔소나 예인케이블의 길이를 조정하며 예인하였고 좌우 조사되는 주사폭(Range Width)은 수심에 따라 설정한다.
The probe should be towed from the side or stern where there is no obstruction of the ship's propeller or hull, and the fixing of the towing signal cable should be careful not to break the signal line, and make sure that the descending probe is in line with the towing direction and is level. One of the biggest difficulties in operating a side scan sonar is the determination and maintenance of the operating altitude of the probe, and it is difficult to maintain the probe at the desired altitude due to the flow of algae or fluid during operation. The altitude of the probe is the height at the bottom of the sea, and the altitude of the probe to obtain the most optimal ultrasound image is about 1020 or at least half the depth of the probe's range. Suitable for expressing images. During the site survey, the length of the side scan station or towing cable is adjusted according to the depth of the surrounding area of the survey area.

자료처리 단계에서는 사이드스캔소나의 데이터 획득 및 처리프로그램인 Abyss3.0을 이용하여, 자료처리 시 예인길이 보정(Lay-Back Correction), Filtering(Gain, TVG)과 경사거리 보정(Slant Range Correction) 등을 시행한 후 정확한 위험물의 위치를 선정, 위험물의 상세정보를 추출한다. In the data processing stage, by using Abyss3.0, a data acquisition and processing program of side scan sonar, the data of towing length correction (Lay-Back Correction), filtering (Gain, TVG) and slope range correction (Slant Range Correction) After the implementation, the exact location of the dangerous goods is selected and the detailed information of the dangerous goods is extracted.

사이드스캔소나 자료 처리 S/W 에서 취득한 해저체의 영상을 적용하였고, 천소 수심과 위치는 멀티빔 수심측량을 실시하여 산출된 성과를 적용하여 결과 값을 도출한다. 도 21에서는 사이드스캔소나에서 획득된 자료를 처리하는 화면에 해당한다. 사이드스캔소나에 의해 조사된 자료는 일정한 간격을 나누어 저장되므로 관련된 소프트웨어(SeaView Trans 및 SeaViewer)를 활용하여 조사선박의 조사항로를 따라 모자이크하고 조사경로를 고려하여 영상도를 작성한다.
Images of the subsea body obtained from side scan or data processing S / W are applied. The results are obtained by applying the results calculated by multibeam depth surveying. In FIG. 21, the screen corresponds to a screen for processing data acquired from a side scan sonar. Since the data scanned by the side scan sonar are stored at regular intervals, the relevant software (SeaView Trans and SeaViewer) is used to mosaic the path along the ship's preliminary route and create an image diagram considering the path.

해저 장애물 발견 지점에서는 형상 및 시설상태를 파악할 수 있도록 필요시에는 잠수조사를 수행하여 정밀하게 조사한다. 사이드스캔소나에 의해 취득한 원시자료들은 정밀한 해저영상의 생성을 위해 예인선 및 탐사체의 정확한 위치가 기준이 되어야 한다. 따라서 전처리 과정을 통해 부정확한 위치 좌표의 보정 및 수중에서의 탐사체의 흔들림과 같은 불안정성을 보정한다. 또한 소나의 음파 발사 주기와 GPS 데이터의 수신주기의 불일치로 인해 다수의 음파가 동일 위치와 방향을 가지게 된다. 따라서 각 음파의 발사 시간에서의 위치와 방향으로 보간을 실시한다. 방사 보정 과정에서는 음향학적 특성에서 오는 각 음압 자료의 해상도를 해석한다. 수중에서 음파는 일직선으로 전파되지 않고 부채꼴의 형태로 진행한다. 따라서 탐사체로 부터의 거리에 따라서 반사되는 영역의 크기가 달라진다. 기하 보정은 시간순으로 기록된 해저면 반사 음압값을 탐사체로부터의 거리에 따른 음압값으로 바꾸어 준다. 또한 예인선의 선속 등에 의한 영상의 일그러짐을 보정한다. 수중에서의 음파는 산란이나 흡수 등에 의해 매우 작은 음압값을 가지고 생성되어 진다. 따라서 생성된 영상은 전체적으로 어두운 영상을 가지고 있다. 자료의 보정을 마친 음압값은 각 음압값의 위치로 매핑하여 모자이크를 위한 자료변환 과정을 거쳐 항적을 기준 인덱스로 한 데이타베이스(DB)를 구축하여 영역별 모자이크를 GeoTiff 파일로 구현 할 수 있도록 시스템을 구성한다.
At the bottom obstacle detection point, a submerged survey is carried out as necessary to investigate the shape and the condition of the facility. The raw data obtained by the side scan sonar should be based on the exact location of the tugboat and the exploration body to generate accurate submarine images. Therefore, the preprocessing process compensates for instability such as correction of inaccurate position coordinates and shaking of the probe underwater. In addition, the mismatch between the sound wave firing period of the sonar and the receiving period of the GPS data causes the multiple sound waves to have the same position and direction. Therefore, interpolation is performed in the position and direction at the firing time of each sound wave. In the radiation correction process, the resolution of each sound pressure data comes from the acoustic characteristics. In water, sound waves do not propagate in a straight line but proceed in the form of a fan. Therefore, the size of the reflected area varies depending on the distance from the probe. Geometric correction converts sound pressure values recorded in time order to sound pressure values over distance from the probe. The distortion of the image due to the line speed of the tugboat is also corrected. Sound waves in water are generated with very small sound pressure values by scattering or absorption. Therefore, the generated image has a dark image as a whole. After correcting the data, the sound pressure value is mapped to the position of each sound pressure value, and through the data conversion process for mosaics, a database (DB) with tracks as a reference index is constructed so that the mosaic for each region can be realized as a GeoTiff file. Configure

예시적으로 도 2의 여러 탐사지역 중 강원도 고성군 근해 지역에 대하여, 본 과정에 의하여 구축된 해저면 영상 결과물은 도 6에 도시된 바와 같다.
For example, for the offshore region of Goseong-gun, Gangwon-do, among the various exploration regions of FIG. 2, the bottom image result produced by the present process is illustrated in FIG. 6.

천부지층탐사 과정 Heavenly Exploration Process

천부지층탐사(고해상도 탄성파탐사)는 해저 지형과 해저 지층특성을 파악하기 위하여 실시하며 해저지층의 퇴적물성에 따른 음향상분포 및 퇴적구조에 대한 정보를 제공한다. 제4기 퇴적체의 형태나 퇴적과정을 연구하는 방법 중 가장 광범위하게 이용하는 것이 음향특성 분석이다(Damuth, 1980). 특히, 고해상도 탄성파탐사는 다양한 퇴적환경을 보이는 퇴적체에의 퇴적과정 연구에 매우 유용한 방법이다(Damuth, 1975, 1978; Pratson and Laine, 1989). 또한 고해상도 천부지층 탐사는 현재 해저면의 특징과 함께 과거 동안 퇴적된 퇴적체의 층서 및 내부구조 등을 파악하는데 주로 이용되는 탐사 방법이다. The shallow geological exploration (high resolution seismic wave exploration) is conducted to understand the seabed topography and the seabed strata characteristics and provides information on the acoustic image distribution and the sedimentary structure according to the sediment properties of the seabed. The most widely used method of studying the shape and process of quaternary sediments is acoustic character analysis (Damuth, 1980). In particular, high-resolution seismic survey is a very useful method for studying the sedimentation process in sediments with various sedimentary environments (Damuth, 1975, 1978; Pratson and Laine, 1989). In addition, high-resolution celestial exploration is an exploration method that is mainly used to identify the strata and internal structure of sediments deposited in the past along with the characteristics of the current seabed.

천부지층탐사 자료는 해저면으로부터 수십 m까지의 지층특성을 연속적으로 나타내며, 기록지에서 관찰되는 각종 반사면과 음향상의 특성은 해저면과 해저지층을 이루는 퇴적물 및 암반의 물성을 반영한다. Geotechnical exploration data continuously represent strata characteristics from the sea floor to tens of meters, and various reflective and acoustical characteristics observed in the recording paper reflect the properties of the sediments and rock formations that form the sea floor and seabed.

또한, 가스의 존재, 지구조적인 정보, 석유의 부존 등에 대한 정보를 제공하며, 해저지층의 퇴적작용에 대한 분석을 가능하게 한다. 특히, 연안의 고해상도 탄성파탐사는 항만개발 등의 연안개발을 위한 필수적인 정보를 제공한다.
It also provides information on the presence of gas, global tectonics, and the absence of petroleum, and enables analysis of sedimentation in the seabed. In particular, high-resolution seismic surveying offshore provides essential information for offshore development such as port development.

천부지층탐사의 시스템에 대하여 설명하면 다음과 같다.The following description will be given of the system of exploration of celestial strata.

천부지층탐사 시스템은 음파를 발생하는 음원(Source), 해저층으로부터 반사되어 오는 음파를 수진하는 수신기(Receiver) 그리고 이 음파를 디지털 신호로 바꾸어 처리를 하는 A/D 변환장치 및 신호처리장치로 구성된다. 디지털 신호는 진폭 및 펄스에 대한 필터링 과정을 거쳐 자료처리를 한 후에 컴퓨터에 저장된다.The top floor exploration system consists of a source that generates sound waves, a receiver that receives the sound waves reflected from the sea floor, and an A / D converter and signal processing device that converts the sound waves into digital signals for processing. do. Digital signals are filtered through amplitude and pulses and processed on a computer.

선박의 후미에 예인되거나 선박측면에 부착되는 송수파기로부터 발사된 음파는 음원의 종류에 따라 음파가 투과할 수 있는 깊이가 달라진다. 일반적으로 음원이 저주파일수록 음파가 지층을 투과하는 투과심도는 깊어지나 세부적으로 층을 구분할 수 있는 해상도는 떨어진다. 지층의 특성에 따른 음파특성은 퇴적물이 조립(자갈 또는 모래)할 경우 음파의 산란과 반사에 의해 음파에너지의 감쇄가 급격하게 일어나며, 일반적으로 음파가 지층을 투과함에 따라 퇴적물의 고결도가 증가하기 때문에 음속은 점점 빨라지게 된다.
The sound waves emitted from the transceiver which is towed to the rear of the ship or attached to the side of the ship have different depths through which the sound waves can pass depending on the type of sound source. In general, the more the sound source is cursed, the deeper the depth of transmission through which the sound waves penetrate the strata, but the lower the resolution that can distinguish the layers in detail. As the sediment is assembled (gravel or sand), the sonic properties of the strata are abruptly attenuated by the scattering and reflection of the sonic waves.In general, as the sound waves penetrate the strata, the integrity of the sediments increases. The speed of sound is getting faster.

천부지층탐사를 위한 천부지층탐사기의 퇴적물에 따른 투과심도를 나타낸다. 암석이나 퇴적물내에서 음파전달 속도는 고결퇴적물에서 미고결된 퇴적물보다 빠르게 나타나고, 포화된 퇴적물이 불포화된 퇴적물보다 음파의 전달 속도가 빠른 것으로 보고되고 있다. 일반적으로 천부지층탐사에서 음속은 1,600m/sec로 가정하여 투과심도를 계산한다. 지층탐사의 반사법에 적용되는 P파의 음속은 다음과 같은 식에 의해 결정된다.It shows the depth of penetration according to the sediment of the tier explorer for tier exploration. In rock or sediment, sound wave propagation speed is faster than unsolidified sediment in high and sediment, and saturated sediment is reported to be faster than unsaturated sediment. In general, the depth of penetration is calculated assuming that the velocity of sound is 1,600m / sec. The sound velocity of the P wave applied to the reflection method of the stratum exploration is determined by the following equation.

Figure 112013073667928-pat00006
Figure 112013073667928-pat00006

(

Figure 112013073667928-pat00007
: P파의 속도, k : 매체의 압축성,
Figure 112013073667928-pat00008
: 변형 모듈러스, : 매체의 밀도)(
Figure 112013073667928-pat00007
: Speed of P wave, k: compressibility of medium,
Figure 112013073667928-pat00008
: Strain modulus,: density of medium)

해저면지층 탐사자료는 실시간 디지털 자료로 취득하며, 저장된 자료는 각 측선별로 정리하여 연안해역 해저정보 자료구축을 위해 저장한다. 각 자료는 측선별 라인번호, 시간, 측점번호 및 위치정보 등이 포함되며 이러한 자료는 보다 정밀한 천부지층 분석을 위해 도움이 된다. 인공위성과 그 위치가 정확한 기준점을 이용하여 정밀위치를 파악하는 기기인 인공위성위성측정기(D.G.P.S)가 조사에 사용되며, 실제 조사에서는 Starlink사의 Invicta 210S D.G.P.S를 사용하였다(도 23)
Undersea stratum exploration data are obtained as real-time digital data, and the stored data are sorted by each sideline and stored for the construction of coastal seabed information data. Each data includes line number, time, point number, and location information for each side, which can be helpful for more precise topographical analysis. Satellites (DGPS), a device that determines the precise location using satellites and their exact reference points, are used for the survey, and Inlinkta's Invicta 210S DGPS was used in the survey (Fig. 23).

탄성파탐사를 위해 운용된 시스템(도 24)은 Sonartech사의 천부지층탐사장비이다. 이 장비는 2~7kHz의 음역대를 동시에 해저면으로 발진하고, 해저면과 해저지층으로부터 반사된 음파 중 2~7kHz의 음역대를 동시에 받음으로써 기존의 3.5kHz 지층탐사장비보다 지층투과력 및 해상도가 훨씬 향상된 시스템이다
The system operated for seismic detection (Fig. 24) is Sonartech's tier exploration equipment. This equipment simultaneously oscillates 2 ~ 7kHz band to the sea floor and receives 2 ~ 7kHz band of sound waves reflected from the sea floor and the seabed at the same time, resulting in much higher permeability and resolution than the existing 3.5kHz Exploration Equipment. System

탐사선의 해상위치 측정은 인공위성 위치측정기를 사용하여 WGS84좌표를 수신한 후, Hypack Max S/W의 위치변환프로그램에 의해 UTM으로 자동 변환시켰다. 위치의 정도를 향상시키기 위하여 국토해양부에서 운영하는 팔미도 기준국에서 송출되는 자료(RTCM, 104 포맷, 3, 5, 7, 9, 16)를 리시버로 수신하였다. 측정된 위치자료는 항정도 작성 등을 위한 자료로써 활용하였다.
The probe's sea position measurement was automatically converted to UTM using Hypack Max S / W's position conversion program after receiving WGS84 coordinates using a satellite position finder. In order to improve the accuracy of the location, data received from the Palmido reference station operated by the Ministry of Land, Transport and Maritime Affairs (RTCM, 104 format, 3, 5, 7, 9, 16) was received by the receiver. The measured position data was used as data for writing the harbor.

각 탐사 장비의 설정은 다음과 같다. 음원의 Pulse Length는 150ms, Pulse Width는 8.192ms로 조정하였으며, TVG는 100ms 로 수행하였다. 고주파탐사는 음원의 특성에 따라 탐사심도를 달리하는데, 본 탐사기의 탐사심도는 600m 이며, 지층내 탄성파의 속도는 1,600m/s로 가정하여 자료를 취득하였다. The configuration of each exploration equipment is as follows. The pulse length of the sound source was adjusted to 150ms, the pulse width to 8.192ms, and the TVG was performed to 100ms. The detection depth is different depending on the characteristics of the sound source. The probe depth is 600m and the seismic velocity in the strata is assumed to be 1,600m / s.

탄성파탐사자료는 Sonartech사의 SeaMole 프로그램을 운용하여 처리하였다. 취득된 디지털 탄성파자료는 자료의 품질을 높여 분석을 용이하게 하도록 SeisSee 프로그램을 이용하여 이득치 변환(Gain Control), 시간이득변환(TVG; Time Varing Gain)등으로 후처리하였고(도 25), 저장된 파일은 표준 SEG-Y 파일로 변환하였다.Seismic data were processed using Sonartech's SeaMole program. Acquired digital seismic data was post-processed using Gain Control, Time Varing Gain (TVG), etc. using SeisSee program to improve the quality of the data to facilitate analysis (Figure 25). The file was converted to a standard SEG-Y file.

예시적으로 도 2의 여러 탐사지역 중 강원도 고성군 근해 지역에 대하여, 본 과정에 의하여 구축된 천부지층 탐사 자료 결과물은 도 7에 도시된 바와 같다.
For example, for the offshore region of Goseong-gun, Gangwon-do, among the various exploration regions of FIG. 2, the result of the shallow ground exploration data constructed by this process is as shown in FIG. 7.

암반, Bedrock, 비암반Non-rock bed 면적 산출과정 (s400) Area calculation process (s400)

면적 산정은 해양조사를 통해 얻어진 해저지형자료를 기반으로 3차원 모델을 생성하여 암반 대 비암반의 면적을 산정하는데 그 목적이 있으며, 멀티빔음향측심, 사이드스캔소나, 해저질조사 등의 자료를 복합적으로 검토하여 신뢰성 있는 자료를 생성한다.
The purpose of area estimation is to calculate the area of rock to non-rock by creating a three-dimensional model based on the seabed topography obtained through ocean survey, and uses data such as multi-beam acoustic echo sounding, side scan sonar, and subsea quality survey. Complex reviews produce reliable data.

면적 산정에 이용되는 기본적인 자료는 멀티빔 음향측심 자료로서 최종 자료처리가 수행된 .xyz 파일을 이용한다. 처리된 xyz 파일은 3차원 모델링 프로그램을 통해 3차원 해저지형도로 작성되며, 이를 암반 대 비암반으로 분류하여 면적을 산정한다. The basic data used for the area estimation is the .xyz file which is the final data processing as multibeam echo data. The processed xyz file is created as a 3D seabed topography through a 3D modeling program, and the area is classified by rock mass versus non-rock mass.

최종 3차원 모델링을 제작하기 이전 2차 통계학적 자료 처리를 재수행하여 면적산출의 오차값을 줄이며, 사이드스캔소나, 해저질 조사 등의 자료들을 이용하여 비교 분석을 통해 신뢰도를 높인다. 3차원 모델링 소프트웨어는 geomagic사의 geomagic studio 7.0을 이용하였으며, 3차원 스캐닝 데이터 처리, 점과 폴리곤 편집, CAD를 기반으로 한 표면 설계, 3차원 형상 모델링 등이 가능하다. 또한, 공간 좌표를 이용하여 데이터베이스 구축을 수행할 수 있으며, pdf 파일 형식으로 3차원 모델을 확인할 수 있는 U3D 모델을 제작하여 사용자의 편리한 데이터 접근성 확보가 가능하다. 기본적인 모델은 CAD 프로그램과 연동이 가능하다.
Before producing the final three-dimensional modeling, the second statistical data is reprocessed to reduce the error of area calculation, and the reliability is increased through comparative analysis using data such as side scan or subsea quality survey. Three-dimensional modeling software uses geomagic's geomagic studio 7.0, which enables three-dimensional scanning data processing, point and polygon editing, CAD-based surface design, and three-dimensional shape modeling. In addition, database construction can be performed using spatial coordinates, and a user can secure convenient data access by making a U3D model that can identify a 3D model in pdf file format. Basic models can be integrated with CAD programs.

3차원 모델링 프로그램의 기본적인 사용 자료는 xyz 파일로 멀티빔 수심측량을 통해 얻어진 수심의 위치정보자료를 이용한다. xyz 자료(도 26)는 3차원 모델링 프로그램(geomagic 프로그램)에서 Out liars, Reduce noise 등 도 1에서 보여지는 2차 통계학적 분석을 통해 데이터의 정렬, 이상 자료 제거, 공간 분석을 통한 정밀 자료보간 등 분석을 실시한 후 암반,비암반에 대한 면적을 산출하게 된다.
The basic usage data of the 3D modeling program is the xyz file, which uses the depth location data obtained through multibeam depth surveying. xyz data (FIG. 26) is a three-dimensional modeling program (geomagic program), such as Out liars, Reduce noise, etc. through the second statistical analysis shown in Figure 1 data alignment, abnormal data removal, precision data interpolation through spatial analysis, etc. After the analysis, the area of the rock and non-rock is calculated.

Out liars(도 27 (a)) 처리과정에서는 통계학적으로 불특정 다수의 집단에서 평균치에서 떨어진 오차범위 밖의 인자를 제거하는 방법으로 전체 표준편차에서 벗어나는 오차를 제거하기 위한 처리하게 되며 Reduce noise (도 27 (b)) 처리과정에서는 불규칙 특정 집단을 하나의 통계치로 표현을 하는 방법으로 불규칙한 자료배열 상태를 규칙적으로 재배열하는 과정을 수행한다. 그다음 Unifom (도 27 (c))과정에서는 중복되는 데이터를 줄여 최대한 원본 형상으로 모델을 만들기 위한 과정으로 중복된 자료와 밀도가 높은 분포지역의 자료를 소거하여 잉여 자료를 제거하게 된다. In the process of out liars (Fig. 27 (a)), in order to remove the deviation from the standard deviation by removing a factor outside the error range from the mean value in the statistically unspecified group, it is reduced noise (Fig. 27). (b)) In the process, the irregular data array is rearranged regularly by expressing an irregular group as a single statistic. Then, in the process of Unifom (Fig. 27 (c)), the redundant data is removed to remove the redundant data and the data of the high density distribution area in order to make the model as original shape as possible.

Wrap (도 27 (d))실행과정에서는 재처리된 3차원 위치좌표인 xyz 자료를 3차원 표면처리 하는 과정으로 기본적인 3차원 모델링 형상을 볼 수 있다. In the process of wrapping (Fig. 27 (d)), the basic three-dimensional modeling shape can be seen as a process of three-dimensional surface treatment of the reprocessed three-dimensional position coordinate xyz data.

Wrap 처리를 수행하여 3차원 모델링 자료를 제작한 후, 도 28에서 보이듯이 자료가 누락되거나 조사가 수행이 되지 않아 미측이 나는 지역에 대해 Fill Holl 보간을 수행하게 되며, xyz 자료인 클라우드 포인트로 제작된 TIN 영상에서 경향을 분석하여 주변 지형과 유사한 모델을 보간 되어 진다.After producing the 3D modeling data by performing the Wrap process, Fill Holl interpolation is performed for the unknown area because the data is missing or irradiated as shown in FIG. The trend is analyzed in the TIN image, and the model similar to the surrounding terrain is interpolated.

통계학적 처리가 수행된 3차원 모델링자료를 이용하여 암반에 대한 면적을 추출하며, 멀티빔 해저지형도와 소나모자이크 영상을 참조하여 영상 디지타이징 과정을 수행하게 되며, 도 29의 암반 지역 추출 영상을 나타내고 있다. 도 29에서 빈 공간으로 처리된 부분은 비암반 지역으로서, 암반,비암반 지역이 합체된 상태에서 비암반 부분을 제거한 것을 도시하고 있으며, 도 29 지역의 암반 면적은 해저 지면의 61퍼센트로 계산된 것을 볼 수 있다.
Using the three-dimensional modeling data subjected to statistical processing, the area of the rock is extracted, and the image digitizing process is performed by referring to the multibeam seabed topography and sonar mosaic image, and the rock area extraction image of FIG. 29 is shown. . In FIG. 29, the empty space is a non-rock area, and the non-rock area is removed while the rock and non-rock areas are coalesced, and the rock area of the area of FIG. 29 is calculated as 61% of the sea floor. You can see that.

예시적으로 도 2의 여러 탐사지역 중 강원도 고성군 근해 지역에 대하여, 본 과정에 의하여 구축된 암반지역 면적 산출 결과물은 도 8에 도시된 면적을 계산함으로써 수행된다.
For example, for the offshore area of Goseong-gun, Gangwon-do, among the various exploration areas of FIG. 2, the rock area area calculation result constructed by the present process is performed by calculating the area shown in FIG. 8.

Claims (1)

갯녹음 실태조사를 위한 암반,비암반 면적 산출방법에 있어서,
조사가 수행될 곳의 대상지를 확인하는 단계(s100); 수치해도를 이용하여 조사대상지 구역도를 확정하는 단계(s200); s200단계의 구역도에 해당하는 해저에 대한 해저지형자료추출단계(s300); s300단계에서의 자료를 이용하여 해저 지형에 대한 3차원 모델링을 수행하는 단계(s400); 3차원 모델링된 자료를 토대로 하여 해저 암반 지역의 면적을 산출하는 과정(s500)을 포함하되,

s300단계에서는 조사 해저면에 대하여 멀티빔음향측심기를 이용한 수심측량과정(s310)과 해저면영상탐사과정(s320) 및 천부지층탐사(s330)을 포함하며,
상기 s310단계에서는,
멀티빔음향측심기에 의하여 획득된 수심자료에 대하여 센서옵셋과정, 센서 보정 및 음속변화에 대한 보정과정이 수행된 뒤, 공간기반 자료편집을 거친 최종자료(해저면 좌표 X, Y, Z) 를 추출하며,
상기 s320 단계에서는,
해저면 영상탐사 장비(사이드스캔소나)를 이용하여, 해저면의 영상을 획득하되, 조사구역의 계획도를 작성하는 사전작업단계(s321, pre-procissing work),
탐사체 투입을 시행하는 현장조사 단계(s322),
영상이미지 분석단계와 영상이미지들을 합체하는 모자이크 영상 구성단계를 포함한 사후분석단계(s323, post processing work)로 구성되고,
상기 s323 단계의 영상이미지분석단계에서는,
사이드스캔소나의 데이터 획득 및 처리프로그램을 이용하여, 예인길이 보정(Lay-Back Correction)과, 필터링(Filtering(Gain, TVG))과 경사거리 보정(Slant Range Correction)을 시행하여 위험물의 정보를 추출하며,
상기 s330 단계에서,
천부지층탐사용 시스템은 음파를 발생하는 음원(Source), 해저층으로부터 반사되어 오는 음파를 수진하는 수신기(Receiver) 및 수신된 음파를 디지털 신호로 바꾸어 처리를 하는 A/D 변환장치 및 신호처리장치로 구성되되, 신호처리장치에서는 이득치 변환(Gain Control) 및 시간이득변환(TVG; Time Varing Gain)으로 후처리하는 과정이 수행되고,
상기 s400단계에서는,
해저 지형에 대한 3차원 모델링 프로그램을 이용하여 해저공간좌표 데이터의 정렬, 이상 자료 제거 및 공간 분석을 실시한 후 암반,비암반에 대한 면적을 산출하되,
데이타 중에서 평균치에서 떨어진 오차범위 밖의 인자를 제거하기 위하여 전체 표준편차에서 벗어나는 오차를 제거하고(s410, out liar과정),
불규칙 특정 집단을 하나의 통계치로 표현을 하는 방법으로 불규칙한 자료배열 상태를 규칙적으로 재배열하는 과정을 수행하는 과정(s420, Reduce noise) 및
중복되는 데이터를 줄여 최대한 원본 형상으로 모델을 만들기 위한 과정을 수행하여 중복된 자료를 소거하며,(s430, uniform 과정)
s430 과정 후의 자료를 3차원 표면처리 하여 기본적인 3차원 모델링 형상을 획득하는 과정(s440, wrap과정)
s440 단계후 자료가 누락된 지역에 대해 보간을 수행하는 과정(s450, Fill Hole 보간)을 수행함을 특징으로 하는
갯녹음 실태조사를 위한 암반,비암반 면적 산출방법.

In the rock and non-rock area calculation method for surveying the sound recording
Confirming an object of the place where the investigation is to be performed (s100) ; Determining an area to be surveyed using the numerical chart ( s200 ); submarine topographical data extraction step for the seabed corresponding to the zonal diagram of step S200 ( s300 ); performing three-dimensional modeling of the seabed terrain using the data in step s300 (s400 ); Calculating the area of the seabed rock area based on the three-dimensional modeled data ( s500 ),

In step s300 comprises a sounding process (s310) and the sea floor image sensing process (s320), and superficial layers exploration (s330) by using the multi-beam echo sounder with respect to the irradiated sea floor,
In step s310 ,
After the sensor offset process, the sensor calibration, and the sound velocity change are performed on the depth data acquired by the multibeam echo sounder, the final data (sea bottom coordinates X, Y, Z) are extracted. ,
In step s320 ,
Using the sea floor image sensing equipment (side scan sonar), the sea floor image is acquired, and the preliminary work steps ( s321 , pre-procissing work)
On-site survey step ( s322 ) to conduct the exploration,
It consists of a post-processing step ( s323 , post processing work), including the image image analysis step and mosaic image composition step of merging the image images,
In the image image analysis step of step s323 ,
Using the side scan sonar data acquisition and processing program, it extracts information of dangerous goods by performing towing-back correction, filtering (Gain, TVG) and slope range correction. ,
In step s330 ,
The tier detection system is a source that generates sound waves, a receiver that receives sound waves reflected from the sea floor, and an A / D converter and signal processing device that converts the received sound waves into digital signals for processing. In the signal processing apparatus, post-processing is performed by gain control and time varing gain (TVG).
In step s400 ,
Using the three-dimensional modeling program for the seabed topography, the area of rock and non-rock is calculated after alignment of seafloor coordinate data, removal of abnormal data, and spatial analysis.
In order to remove the factors outside the error range from the mean value, the error from the standard deviation is removed ( s410 , out liar process).
The process of regularly rearranging irregular data array states by expressing a particular group of irregularities as a statistic ( s420 , Reduce noise) and
Eliminate duplicated data by reducing the duplicated data to make the model as original as possible ( s430, uniform process)
Process of acquiring basic three-dimensional modeling shape by three-dimensional surface treatment of data after s430 process ( s440 , wrap process)
After the step s440 characterized in that the interpolation process for the area missing data ( s450, Fill Hole interpolation) is performed
Calculation method of rock and non-rock area for surveying tidal recording.

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