بررسی میزان دقت داده‌های حاصل از عمق‌یاب چندپرتوی و تک‌پرتوی به همراه مدلسازی اختلاف داده‌ها (مورد مطالعه: بندر بوشهر)

عمق‌یابی بنادر و دریاها و تهیه نقشه‌های دقیق بستر آبراهه‌ها به دلیل نقش آن در ایمنی دریانوردی و شناسایی مناطق دریایی از اهمیت بسزایی برخوردار است. به‌کارگیری عمق‌یاب چندپرتویی به جای عمق‌یاب تک پرتویی در عملیات عمق‌یابی باعث ژرفاسنجی سراسری بستر دریا در نقشه‌های آبنگاری، افزایش کیفیت و کاهش زمان برداشت داده می‌شود. در عمق‌یابی چند پرتویی، در لبه‌های هر نوار یا گذر برداشت، عمق‌یابی نهایی از خطاهای ناشی از پیچیدگی سنجنده‌های مورد استفاده، تاثیر می‌پذیرد. از این رو، مدل‌سازی و مقایسه برداشت‌های عمق‌یابی با سنجنده‌های متفاوت به بهبود کیفیت و دقت داده‌ها و بهینه سازی حجم داده ‌ها منجر می‌گردد. در این پژوهش به منظور بررسی میزان اختلاف داده حاصل از سنجنده های تک پرتوی در مقایسه با داده حاصل از سنجنده چند پرتوی، در مرحله اول داده‌های عمق‌یابی حاصل از عمق‌یاب چند پرتویی بندر بوشهر پس از پردازش، اعمال تصحیحات لازم و رفع خطاهای شناخته شده از جمله خطای انکسار صوت در آب و خطاهای ناشی از دوران شناور و عدم تطابق محور‌ها، به وسیله‌ی روش مرتب سازی میانگین، در مدل‌سازی ریاضیاتی مورد استفاده قرار گرفته‌اند. در مرحله دوم عمق نقاط کنترلی موجود که داده‌های حاصل از عمق‌یاب تک پرتویی هستند، بر روی این صفحات مدل، درونیابی شده و مقادیری برای این اعماق برآورد شده است. در مرحله‌ی سوم این برآوردها با استفاده از معیارهای آماری با یکدیگر مقایسه شده است و اختلافات عمق‌یابی دو سنجنده تک پرتویی و چند پرتویی مقایسه شده است. نتیجه نشان داد که بطور میانگین اختلاف عمق بین دو سنجنده تک پرتویی و چند پرتویی برابر 0.03 متر، انحراف معیار 0.08 متر با فاصله اطمینان 98 درصد و جذر میانگین مربع خطاهای 0.21 متر است. نتایج این پژوهش نشان می دهد که دقت عملیات عمق یابی چند پرتویی با توجه با تجهیزات بکار رفته در چارچوب استاندارهای ملی و استاندارد 44-s سازمان بین المللی هیدروگرافی با مرتبه ویژه قرار گرفته است. از طرف دیگر با توجه به این‌که زمان انجام عملیات میدانی در به‌کارگیری سنجنده چندپرتویی بسیار کم‎‌تر از سنجنده تک پرتویی است، در نهایت به‌کارگیری سنجنده چند پرتویی به کاهش هزینه‌های عمرانی، پوشش بیشتر هیدروگرافی از بستر و دستیابی به دقت بالاتر می‌انجامد.

examining precision of multibeam and single beam echo-sounder data through modeling the differences (case study: bushehr port)

hydrographic surveying in ports and seas and obtaining accurate maps of waterway bottoms is of great importance due to its role in safety of navigation and inspection of marine regions. utilizing multi-beam eco-sounders instead of single-beam ones in bathymetry operations results in full bathymetric coverage, quality improvement as well as decrease in data acquisition time. in multi-beam bathymetry, the depths on the swath edges are affected by the complexity of used sensors. therefore, modeling and comparing the data obtained by various sensors will result in data quality and accuracy improvement in addition to optimizing the data volume. in order to examine the difference between the data obtained by single-beam eco-sounders and the data obtained by multi-beam eco-sounders, multi-beam data were fed to the mathematical model using average sorting, after applying necessary corrections such as diffraction of sound in water, vessel rotation errors, etc. in the first step. then in the second step, control point depths which are the data gathered by single-beam sensors were interpolated into the surface models and their values were estimated. in the third step, these estimations were compared using statistical measures. the result demonstrates that the average depth difference between the two sensors is 0.03 m, the standard deviation equals 0.08 m with 98% confidence interval and the root mean square error is 0.21 m. the research reveals that the precision of the performed survey using multi-beam echosounder matches national standards and special order in s-44 standard of international hydrographic organization. furthermore, considering the field operational time, utilizing multi-beam sensors will result in the reduction of construction costs, more bathymetric coverage, and better precisions.