Wprowadzenie
Naturalny zbiornik wodny otoczony drzewami. Powierzchnia jeziora wynosi około 5094 metrów kwadratowych (około 0,5 hektara), co zostało określone na podstawie zmapowanej powierzchni. Jego wymiary to około 98 metrów długości i 68 metrów szerokości, co sugeruje stosunkowo niewielki rozmiar, idealny do uprawiania wędkarstwa na małą skalę lub rekreacji.
Maksymalna głębokość wynosi 6,63 metra, a średnia głębokość na poziomie 3,13 metra. Zróżnicowanie głębokości może wspierać różnorodne siedliska i gatunki wodne, od płytkich stref z roślinnością po głębsze obszary.
Całkowita objętość wody została oszacowana na 15 941 metrów sześciennych, co oznacza znaczne ilości wody utrzymywanej w tym jeziorze, pomimo jego niewielkich rozmiarów. Ta objętość może się zmieniać w zależności od pór roku, wpływając na takie czynniki, jak temperatura wody, poziom tlenu oraz ogólna dynamika ekosystemu.
Urządzenie pomiarowe
Skaner – autonomiczna łódź pomiarowa z napędem elektrycznym. Łódź jest wykonana z laminatu poliestrowo-szklanego. Sterowanie łodzią może odbywać się za pomocą kontrolera, ręcznie, jak również z wykorzystaniem planowania misji w pełni autonomicznie. Podstawową aparaturę pomiarową stanowi wysokiej jakości echosonda firmy Lowrance, dzięki której łódź zbiera dane wzdłuż przebytej trasy. Dodatkowo wyposażona jest w systemy bezpieczeństwa umożliwiające automatyczny powrót w razie utraty łączności lub niskiego poziomu baterii. Łódź posiada systemy omijania przeszkód nawodnych oraz wbudowane kamery umożliwiające podgląd w czasie rzeczywistym.
Urządzenia Elite Ti łączy sonar posiadający funkcję TrackBack, z obsługą Low/Mid/High CHIRP oraz częstotliwości 50/83/200/455/800 kHz. Wbudowana antena GPS 10 HZ
Pomiar zbiornika
Pomiar batymetryczny z użyciem echosondy jednowiązkowej polega na emisji fal dźwiękowych w dół zbiornika wodnego i mierzeniu czasu ich powrotu po odbiciu od dna. Echosonda montowana jest na pływającej jednostce, a każdy pomiar głębokości jest przypisany do konkretnych współrzędnych GPS, co pozwala na stworzenie dokładnej mapy dna. Metoda ta jest szybka, precyzyjna i umożliwia efektywne tworzenie profili batymetrycznych, jednak wyniki mogą być zniekształcone przez warunki środowiskowe, takie jak fale, temperatura i zasolenie.
Zalety echosondy jednowiązkowej:
- Precyzja: Dzięki emisji fal dźwiękowych echosonda dostarcza dokładnych pomiarów głębokości.
- Szybkość pomiaru: W porównaniu do tradycyjnych metod (np. pomiaru ręcznego) jest znacznie szybsza i bardziej efektywna.
- Możliwość mapowania dna: Zebrane dane umożliwiają tworzenie szczegółowych map dna, które są przydatne w wielu branżach, m.in. w zarządzaniu zbiornikami wodnymi, rybołówstwie, ekologii i budownictwie.
W pomiarach batymetrycznych wykorzystuje się drony wodne (ASV – Autonomous Surface Vehicle) wyposażone w echosondy jednowiązkowe. Dron wodny autonomicznie lub zdalnie sterowany porusza się po wyznaczonej trasie na powierzchni zbiornika wodnego, wykonując pomiary głębokości w określonych punktach. Dzięki zintegrowanym systemom GPS dron precyzyjnie rejestruje pozycję każdego pomiaru, co pozwala na dokładne mapowanie dna.
Oprogramowanie do obróbki danych
ReefMaster to oprogramowanie do tworzenia map batymetrycznych i analiz dna zbiorników wodnych. Umożliwia przetwarzanie danych zebranych przez echosondy, w tym z urządzeń jednowiązkowych, dronów wodnych i innych systemów GPS. Program pozwala na tworzenie trójwymiarowych modeli dna, map głębokości, wykresów konturowych oraz analizę struktury zbiorników. Dzięki intuicyjnym narzędziom użytkownik może wygodnie wizualizować ukształtowanie dna, obliczać objętość wody, a także identyfikować przeszkody czy siedliska ryb. ReefMaster jest popularny wśród wędkarzy, zarządców zbiorników wodnych i specjalistów od batymetrii.
Rysunek 3 – Wizualizacja 3D zbiornika
Główne zalety programu ReefMaster:
Zaawansowane wizualizacje: Program pozwala na tworzenie trójwymiarowych map dna, wykresów konturowych i map głębokości, co ułatwia zrozumienie struktury zbiornika wodnego.
Kompatybilność z różnymi urządzeniami: Obsługuje dane z wielu popularnych echosond i urządzeń GPS, co umożliwia szerokie zastosowanie i integrację.
Dokładność i szczegółowość: Dzięki zaawansowanym algorytmom ReefMaster generuje precyzyjne mapy i modele dna, pozwalając na szczegółową analizę zbiornika.
Obliczenia objętości i powierzchni: Program umożliwia szybkie obliczenia objętości wody, powierzchni oraz innych parametrów zbiornika, co jest przydatne w zarządzaniu zasobami wodnymi.
Identyfikacja siedlisk ryb: ReefMaster oferuje funkcje pozwalające na analizę struktury dna i identyfikację potencjalnych siedlisk ryb, co jest przydatne dla wędkarzy i biologistów.
Eksport danych: ReefMaster pozwala na eksport map i modeli do różnych formatów, dzięki czemu dane można łatwo udostępniać lub używać w innych programach GIS czy CAD.
Dane z echosondy
Interpretacja odczytu:
Dno zbiornika: Jasnożółty obszar w dolnej części wykresu reprezentuje dno zbiornika. Kolorystyka zmienia się od jasnego do ciemniejszego w miarę zwiększania głębokości, co można odczytać z bocznej skali głębokości.
Struktury przy dnie: Czerwone i pomarańczowe obszary nad dnem zbiornika to prawdopodobnie obiekty o gęstszej strukturze – mogą to być rośliny, kamienie, skupiska glonów lub nawet zatopione przedmioty.
Ryby lub inne obiekty w toni wodnej: Małe czerwone i pomarańczowe plamy widoczne powyżej dna to prawdopodobnie ryby lub inne drobne obiekty unoszące się w toni wodnej. Ich rozmieszczenie na różnych wysokościach sugeruje, że mogą to być ławice ryb lub pojedyncze osobniki znajdujące się na różnych głębokościach.
Głębokość: Skala z prawej strony pokazuje głębokość do 6,5 m, co pozwala na ocenę położenia dna i obiektów w toni.
Mapa batymetryczna
Mapa batymetryczna to specjalny rodzaj mapy, który przedstawia ukształtowanie dna zbiorników wodnych, takich jak morza, oceany, jeziora czy rzeki.
Głębokość: Mapa pokazuje głębokości wody w różnych miejscach, zazwyczaj w metrach. Głębsze obszary są zazwyczaj oznaczone ciemniejszymi kolorami, podczas gdy płytsze obszary są jaśniejsze.
Izobaty: Na mapach batymetrycznych często stosuje się linie izobaty, które łączą punkty o tej samej głębokości. To pomaga wizualizować kontury dna.
Ukształtowanie dna: Mapa może przedstawiać różne formacje, takie jak góry podwodne, doliny, wąwozy i inne cechy morfologiczne dna.
Zastosowania: Mapy batymetryczne są używane w nawigacji morskiej, planowaniu i zarządzaniu zasobami wodnymi, ochronie środowiska, a także w badaniach naukowych dotyczących ekosystemów wodnych.
Ogólnie rzecz biorąc, mapa batymetryczna jest niezbędnym narzędziem w dziedzinach takich jak hydrografia, oceanografia oraz inżynieria lądowa i wodna.
CSV: to prosty format pliku tekstowego, który zawiera listę pozycji i głębokości w formacie: szerokość geograficzna, długość geograficzna, głębokość. Format eksportu CSV może być używany do eksportowania danych konturów mapy i ścieżek, a także jest przydatny do transferu danych punktów ścieżki między projektami ReefMaster lub innymi aplikacjami GIS.
GPX (Wymiana GPS): Format GPX to format oparty na XML, który może być używany do eksportowania ścieżek, punktów orientacyjnych i konturów mapy. Format GPX jest kompatybilny z szeroką gamą urządzeń GPS i aplikacji GIS, a szczególnie przydatny do transferu punktów orientacyjnych do urządzeń Lowrance™ i Humminbird™.
AT5: Format AT5 to w pełni funkcjonalny format mapy kompatybilny z urządzeniami GPS Lowrance™ i Simrad™. Format AT5 może być używany podczas eksportowania projektów map ReefMaster i jest zalecanym formatem eksportu dla wszystkich urządzeń Lowrance™ i Simrad™.
Google Earth: Projekty map, ścieżki i punkty orientacyjne mogą być eksportowane do formatu plików Google Earth, który może być wyświetlany w Google Earth oraz w szerokiej gamie innych aplikacji.
ESRI Shapefile: Format Shapefile jest szeroko stosowany w aplikacjach GIS i może być używany do eksportowania projektów map, ścieżek i punktów orientacyjnych. Shapefile jest zalecanym formatem eksportu, gdy używa się danych ReefMaster w innych aplikacjach GIS. Format Shapefile jest również używany przez Navico Insight Map Creator (IMC).
Plik graficzny: Projekty map i mozaiki z sonaru bocznego mogą być eksportowane jako wysokiej rozdzielczości pliki graficzne w formacie PNG.
Twardość dna
Skład dna jest określany poprzez analizę danych zawartych w plikach logów sonaru oraz badanie powrotu sygnału w różnych pozycjach w obrębie zwróconego „ping”. Poprzez obliczanie i uśrednianie zakresu wartości, ReefMaster jest w stanie określić względną twardość i chropowatość obszarów w obrębie projektu mapy. Ważne jest, aby zauważyć, że wartości, które ReefMaster oblicza dla twardości dna, są bezwymiarowe i dostarczają jedynie wskazania względnych zmian w typie dna na obszarze mapowanym.
Na poniższym przykładzie twardość dna jest maleje wraz z głębokością. Może to oznaczać, że w centralnej części jeziora dno jest muliste.
Pliki załączone z raportem
Niniejszy dokument stanowi przykładowy raport z pomiaru batymetrycznego zbiornika.
Standardowo w złączeniu do raportu znajduje się mapa batymetryczna 2D w wysokiej rozdzielczości w formacie JPEG oraz plik wsadowych do Google Earth w formacie KML.
Każdorazowe zakres zlecenia jest potwierdzany przed wykonaniem prac.
Poniżej raport w formacie PDF do pobrania.