음향 해저 분류

Acoustic seabed classification

음향 해저 분류는 해저 음향 영상을 분리된 물리적 실체 또는 등급으로 분할하는 것이다. 이곳은 해저지도, 해양지질물리학, 수중음향, 휜 서식지 지도제작 분야에서 특히 발달이 활발한 지역이다. 해저 분류는 해저와 그 서식지를 특징짓는 하나의 경로다. 해저 특성화는 분류된 지역과 해저의 물리적, 지질적, 화학적 또는 생물학적 성질을 연결시킨다. 음향 해저 분류는 멀티빔 에초산더, 사이드캔 소나, 싱글빔 에초산더, 간섭계통 및 하위 프로파일러를 포함한 광범위한 음향 영상 시스템을 사용하여 가능하다. 음향 특성에 기반한 해저 분류는 두 가지 주요 범주로 나눌 수 있다. 즉, 해저 분류와 지표면 해저 분류. 지표면 이하의 영상 기술은 낮은 주파수 소리를 사용하여 더 높은 침투율을 제공하는 반면, 서피셜 영상 기술은 더 높은 주파수(특히 얕은 물에서)를 활용하여 더 높은 해상도의 영상을 제공한다.

서피 해저 분류

분류 방법

서핑 해저 분류는 주로 조사 지역의 해양 벤트하크 서식지 특성(예: 단단, 부드러움, 거칠음, 매끄러움, 진흙, 모래, 점토, 거미줄)을 구별하는 것과 관련이 있다. 멀티빔 에초선더, 사이드캔 음파탐지기, 음향지반차별시스템(AGDS)이 가장 많이 사용되는 기술이다. 광학 센서의 사용은 물에 의한 전자기 방사 흡수 때문에 40 m 이하의 깊이로 제한되었다. 이러한 한계에도 불구하고, 처리 도구는 공중 욕조 LiDAR 시스템을 사용하여 획득한 데이터를 분류하기 위해 개발되었다.[1] 그럼에도 불구하고 음향학은 거의 모든 깊이에서 (현장 샘플링보다) 훨씬 더 넓은 영역에 걸쳐 데이터를 획득할 수 있기 때문에 해저 영상촬영의 선호되는 방법으로 남아 있다.

멀티빔 시스템은 배시미터(깊이)와 백스캐터(강도) 데이터를 모두 획득한다. 멀티빔 백스캐터는 이전에 멀티빔 조사의 부산물로 간주되었고, 욕실 측정은 주요 정보가 되었다. 최근의 멀티빔 백스캐터 획득, 처리 및 분석 방법의 발전은 멀티빔 시스템을 사용할 수 있는 어플리케이션의 범위를 증가시켰고, 이제는 공간적으로 또는 일시적으로 일치하는 멀티스펙트럼 백스캐터의 수집을 허용하고 있다.[2] [3] [4] 백스캐터 데이터를 분석하는 새로운 방법은 해저 특성화 가능성을 증가시켰다. 백스캐터 데이터 해상도 역시 코드 조각 데이터의 도입으로 크게 높아졌다. 코드 조각 데이터는 각 빔 설치 공간과 각 ping에 대한 원시 백스캐터 시계열 데이터다(Lockhart 등, 2007). 이러한 발전으로 인해 일부 멀티빔 백스캐터 데이터가 사이드캔 음파탐지기 이미지와 비교할 수 있는 품질을 달성할 수 있게 되었다.

분류 접근방식과 알고리즘이 다르면 결과가 달라질 수 있다. 이러한 접근법에는 질감 분석, 인공신경망(ANN)과 같은 영상 기반 해저 분류 방법과 각 반응 특성화(Hughes-Clarke et al., 1997)와 같은 다른 방법이 포함된다. 위성 원격 감지에 전통적으로 사용되는 영상 처리 방법은 다변량 백스캐터 강도 데이터를 정량적으로 분석하기 위해 채택되는 경우가 많다. 영상 분할 및 분류 후 음향 영상을 사용하여 형태학적 특성이 다른 영역을 구별할 수 있다. 어떤 분류법도 100% 정확한 지도를 생성하지 않으며 분류 결과의 정확성을 평가하기 위해 항상 어떤 시도를 해야 한다(예: 혼란 매트릭스).

해저 특성화

분류 지도는 각 등급의 특징을 나타내는 구성과 하단 유형을 식별하기 위해 지상 검증의 대상이 된다. 지리적 정보 시스템(GIS)의 기능은 지상 진실 데이터를 포함한 다른 출처의 데이터를 통합하는 데 사용될 수 있다. 이러한 데이터는 현장 침전물 그랩 샘플링, 준설물 사용, 트롤 네트 사용, 시각 이미지 또는 원격 작동 차량(ROV)을 사용한 조사에서 얻을 수 있다. 해저 분류지도는 어류 분포와 풍부함 또는 식생 특성 등 해당 지역에 대한 다른 정보와 결합해 연관성을 바탕으로 서식지 집단을 설정할 수 있다. 이 프로세스를 통해 다중 빔 데이터에서 파생된 분류 맵이 해저의 특성을 파악하고 그 사용을 보다 효과적으로 관리할 수 있다.

지표하부구분

지표면 해저분류(sub-surface sub-sub-bottom profiling)는 일반적으로 해저 프로파일링(sub-bottom-bottom profiling)이라고 하며 일반적으로 지표면 특성 지질 해저 프로파일링은 해저 수십 미터에서 수백 미터까지의 정보를 되돌릴 수 있으며, 반사 지진학을 보완하는 데 종종 사용된다. 표면 아래 분류로부터, 과학자와 공학자들은 기공액뿐만 아니라 암석과 침전물의 유형도 특성화할 수 있다. 이 정보는 슬로프 고장 분석 및 탄화수소 탐사 등 많은 용도로 사용된다.

참조

  1. ^ Wai Yeong Yan & Ahmed Shaker에 의한 지반분류를 위한 공기중 LIDAR 강도 데이터의 방사선측정학적 보정
  2. ^ 2. 앤더슨, J.T.; 반 홀리데이, 클로저, R.; 리드, D.G., 시마드, 2008. 음향 해저 분류: 현재 관행 및 향후 방향 ICES 해양과학저널, 65(6)
  3. ^ 3. 휴즈-클라크, J. 2015. 멀티빔의 다중 스펙트럼 음향 백스캐터, 향상된 분류 가능성. 미국 수로 회의(National Harbor, Maryland) 절차
  4. ^ 4. 갈색, C.J.; Beaudoin, J.; Brissette, M, Gazola, V, 2019, Multispectral multibeam echo sounder backscatter를 해저 특성화 향상을 위한 도구로 사용한다. 지리학, 9(3)

외부 링크

  1. 서식지 지도란 무엇인가? (www.searchmesh.net)
  2. 로렌스 & 베이츠, 2001, 음향 지상 차별 시스템(AGDS)
  3. 록하트 외, 2007년
  4. 휴즈-클라크 et.al, 1997, UNB 오션 맵핑 그룹
  5. 응용 음향학 - 특수 문제:해저 서식지 지도를 위한 수중음향의 적용에 관한 연구
  6. 음향 해저 분류:현행 및 향후 방향
  7. 침전물 분류 소프트웨어(2009)
  8. 음향 해저 분류 시스템(2001)
  9. 하단 분류
  10. 음향해저분류법 - 수산과학 및 생태계 연구분야 적용사례
  11. 해저구분

리소스 - 해저면:

  1. 음향 해저 분류 참고 문헌 목록
  2. 코리안 웨이 사이언티픽
  3. 유럽 해저 서식지(MESH) 프로젝트 지도 작성
  4. 록산 해저 분류 시스템
  5. 음향 해저 분류에 관한 ICES 연구 그룹
  6. 호수, 하천, 해양의 사례연구 및 사례연구
  7. 바이오소닉 VBT 해저분류 소프트웨어
  8. ECOplus 해저 차별
  9. GEOHAB - 해양 지질 및 생물학적 해비타트 맵핑 - 컨퍼런스