NORBIT DCT - Encuesta hidrográfica fácil

Fig. 5 Pantalla de desviación estándar DCT. Regla de calidad máxima que funciona en dos líneas superpuestas y que mantiene datos de mejor calidad para mostrar. De archivo: Norbit

Encuesta de ejecución de USV con DCT. De archivo: Norbit

Planificación de la encuesta DCT. De archivo: Norbit

Fig. 4 cuatro pantallas disponibles de la DCT. De archivo: Norbit

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Con el número creciente de operaciones marítimas en todo el mundo, se requieren cada vez más estudios hidrográficos. Esto ejerce una demanda de proveedores de hidrografía con capacidades de levantamiento que van desde ecosondas de haz único a multihaz, perfiladores de fondo, lidar y magnetómetros. Los mercados desarrollados con una larga historia de batimetría y estudios de hidrografía están bien preparados para atender la creciente demanda con hidrógrafos profesionales, equipos y soporte de software. Sin embargo, en los mercados emergentes y en los países en desarrollo, el mercado de hidrografía profesional requiere un enfoque diferente, ya que aún no se ha establecido el atraso de los topógrafos hidrográficos profesionales. Las herramientas actuales disponibles comercialmente requieren una amplia capacitación y comprensión de la configuración de la encuesta y, para muchas compañías más pequeñas, presentan una barrera que es muy difícil, si no imposible, de cruzar. Para abordar estos mercados emergentes y la necesidad de herramientas simples para realizar encuestas básicas de batimetría, NORBIT ha desarrollado la herramienta de recopilación de datos DCT.

Necesidades de hidrografía contemporáneas.
Hoy en día, los levantamientos hidrográficos se vuelven más y más mercantilizados debido a la estandarización de requisitos y entregables. La mayor demanda en varios proyectos de mapeo de batimetría impulsa el desarrollo de herramientas estándar y facilita aún más la adaptación de las tecnologías de mapeo de alta resolución en todas las industrias. Esto abarca desde la seguridad de los proyectos de navegación, hasta el dragado y diversos proyectos de construcción y ambientales, como el mapeo del hábitat y la clasificación de los fondos. Atraviesa mercados comerciales, así como agencias gubernamentales y públicas. Estos desarrollos se extienden ampliamente en todo el mundo, desde océanos y lagos hasta ríos, reservorios terrestres, puertos, canales y cuencas artificiales. Con la tecnología más fácil y más barata de usar, el número de aplicaciones y casos de uso se ha incrementado dramáticamente en los últimos años. Especialmente en el mercado de transición de usuarios de la tecnología de haz único (o de barrido lateral) a multihaz, ha surgido una necesidad urgente de una tecnología integrada de hidrografía cartográfica y de imágenes de uso sencillo. Esto se debe a la amplia cobertura multihaz, la alta precisión, la alta resolución y la eficiencia de la encuesta.

Durante los últimos años, NORBIT ha liderado la fabricación de soluciones de cartografía batimétrica de resolución ultraalta y su tecnología ha sido ampliamente aceptada por los mercados marítimos de todo el mundo. Las ofertas de hardware integrado han establecido la ruta de entrada principal para los usuarios de estos sistemas, debido a la simple movilización y operación del hardware. Las organizaciones de encuestas (comerciales y gubernamentales, como la marina de guerra), han comenzado a utilizar barcos de inspección pequeños con una sola persona que dirige las operaciones o que utiliza buques de superficie no tripulados (USV). El costo relacionado con la ejecución de estas operaciones de encuesta puede ser limitado y más compañías pueden realizar misiones de batimetría que en el pasado no estarían a su alcance.

Sin embargo, las herramientas de encuesta, disponibles comercialmente, todavía demuestran limitar todo el potencial de los nuevos mercados emergentes debido a su complejidad tanto en la configuración, instalación y operación como en el procesamiento posterior de los datos y los entregables finales del producto.
Para abordar estas necesidades de mercados emergentes, NORBIT ha desarrollado recientemente una utilidad de encuesta llamada Data Collection Tool (DCT) para facilitar una operación de encuesta más simple y proporcionar un medio para recopilar datos batimétricos de calidad, listos para su posterior procesamiento y entrega al cliente final.

¿Qué es DCT?
La herramienta de recopilación de datos (DCT) es una utilidad de adquisición de datos de encuestas, que forma parte de las ofertas de NORBIT que tienen como objetivo simplificar las operaciones de encuestas de batimetría estándar. La cuadrícula de batimetría general se muestra en un navegador web que permite una estimación rápida de la cobertura y la calidad de los datos en tiempo real mientras se ejecuta la encuesta.

DCT puede ser operado con una simple pantalla táctil del plotter de navegación, tableta, teléfono inteligente o PC por una sola persona. Al reducir la cantidad de configuración requerida por el usuario, la propiedad en la pantalla se maximiza, lo que permite una manera clara, precisa y fácil de entender la interfaz. Con un simple botón de inicio / parada, el usuario puede adquirir los datos necesarios que luego se registran en la PC de la encuesta. El patrón o el conductor de la embarcación puede ejecutar la encuesta sin tener que reconfigurar constantemente el sistema, lo que le permite concentrar los esfuerzos en los aspectos de seguridad y otras tareas mientras se ejecuta la operación de la encuesta. En los casos en que se necesita la ayuda de un topógrafo más experimentado, se puede acceder a las pantallas desde cualquier lugar del mundo (por ejemplo, a través de VPN a través del acceso 4G) y desde cualquier terminal equipado con un navegador web.

Con un toque de un dedo o con un clic del mouse, los usuarios pueden dibujar líneas, generar una cantidad de líneas de ala con un espacio dado en solo segundos. Cada línea se puede ajustar, mover, rotar, cambiar de tamaño o eliminar según sea necesario. La planificación de la misión se puede realizar en la oficina o en el barco. Luego, el esquema de la encuesta se puede guardar como un archivo de disco y enviar por correo electrónico o compartir con otra PC para que se cargue en la configuración de la encuesta. Eso permite planificar la misión por adelantado y compartir los planes de la encuesta con otros miembros del equipo. La planificación de la misión se puede supervisar desde la oficina siempre que haya acceso a la red (por ejemplo, a través de VPN a través de 4G) al barco y simplemente navegue con el navegador web a la PC de la encuesta. Luego, la planificación de la misión se puede compartir y modificar según sea necesario.

Una característica similar está disponible para los mapas. Los Google Maps o Open Street Maps se pueden almacenar en la caché localmente y estar disponibles en la PC de la encuesta para ejecutar los mapas de fondo, incluso sin el acceso a Internet.

Ejecución de la misión impulsada por la calidad
DCT ofrece cuatro tipos de visualización en tiempo real accesibles mediante un simple toque o clic del mouse debajo del botón de menú de capa. Estos son la profundidad, la desviación estándar, la densidad de sondeo y la retrodispersión. La profundidad por defecto es simplemente la profundidad desde la sonda hasta la parte inferior y también se puede mostrar en un dato de gráfico reducido proyectado. La desviación estándar y la densidad de sondeo se producen por tamaño de cuadrícula dado. De forma predeterminada, se selecciona un tamaño de cuadrícula de 0,5 m, pero el usuario puede cambiarlo. La retrodispersión se da como intensidad media de cada celda de la cuadrícula.

Las cuatro pantallas pueden ejecutarse simultáneamente (ver Fig. 4) en uno o varios clientes, por ejemplo, el patrón puede ver la pantalla de profundidad y el topógrafo o el asistente remoto de control de calidad pueden ver la pantalla de desviación estándar y densidad de sonido. Los mapas de fondo (mapas de Google o mapas de Open Street) se pueden seleccionar de acuerdo con las preferencias del usuario de manera diferente en diferentes clientes. Las opciones de zoom, desplazamiento y ubicación / seguimiento de embarcaciones también están disponibles en todas las pantallas.
Todo el proceso de recopilación de datos se basa en la Regla de calidad máxima, que es una oferta única de NORBIT. Cada vez que se presiona el botón de registro, todos los datos sin procesar del sensor (batimetría, navegación, etc.) se recopilan en el repositorio de datos local NORBIT (como un archivo de datos) y se genera una nueva línea de cuadrícula (como una entrada en la base de datos). Las líneas de la cuadrícula superpuestas compiten por la calidad, y las bandejas de la cuadrícula con una desviación estándar más baja reemplazan los datos con un ruido alto (la desviación estándar alta generalmente significa que los datos de peor calidad).

La regla de calidad máxima se describe en la Fig. 5, donde dos líneas se superponen. Las detecciones multihaz de los haces externos, usualmente tienen una desviación estándar más alta (mayor dispersión) que en la región del nadir. Los datos de la región del nadir prevalecerán y reemplazarán los datos reticulados de menor calidad con datos de mayor calidad. Esta funcionalidad hace que sea más fácil para el operador recopilar los datos con la mayor precisión, ya que DCT siempre mostrará datos de alta precisión con datos de baja precisión y mostrará la desviación estándar en la pantalla a color, lo que permitirá al operador tomar medidas correctivas si es necesario.

La visualización de profundidad también estará controlada por la Regla de calidad máxima y seguirá adecuadamente la visualización de desviación estándar y mostrará datos de alta calidad sobre datos de baja calidad. De esa manera, el operador puede tomar acciones correctivas rápidas y volver a ejecutar las áreas con poca precisión para garantizar una cobertura completa con los datos recopilados correctamente. Facilita las tareas relacionadas con la eliminación de los datos incorrectos y simplemente ejecutando sobre los datos ruidosos los reemplazará en la pantalla (todos los datos originales aún se guardan de forma segura y se conservan).
Como parte de las herramientas de ejecución de la misión, los usuarios pueden, si es necesario, eliminar una parte de la cuadrícula o líneas completas seleccionadas. Esta funcionalidad permite eliminar las líneas de cuadrícula superpuestas erróneas de la pantalla sin la necesidad de volver a adquirir todos los datos subyacentes. Los datos solo se eliminan de la cuadrícula mostrada para ayudar a los operadores a evaluar mejor la calidad de los datos de la encuesta recopilados. Eso ahorra tiempo y mejora en gran medida la eficiencia de la encuesta.

Donde se puede utilizar DCT.
El uso principal de DCT es una encuesta estándar simple en la que el sistema GNSS / INS integrado de multihaz constituye una solución completa. El soporte del sensor láser iLiDAR de NORBIT se agregará en futuras versiones. Sin embargo, la facilidad de uso califica el DCT para ser utilizado en varias plataformas, desde buques de superficie operados por un solo hombre hasta el mercado floreciente reciente de los USV.

Especialmente para los USV, el DCT ofrece una gran ventaja, ya que toda la recolección de datos se puede realizar en la unidad local a bordo del USV y solo el mapa basado en HTTP con indicadores de cobertura y calidad se transmite al operador utilizando cualquier dispositivo de navegador web. Se pueden monitorear varios USV utilizando el mismo terminal o PC siempre que tengan una conexión de radio. Incluso si el enlace de radio al terminal de monitoreo se rompe, los datos se almacenan de manera segura en el disco local y una vez que se restablece la conexión, la imagen vuelve a aparecer en el terminal de monitoreo. Los fabricantes de USV pueden usar el navegador web directamente o integrar fácilmente el protocolo DCT basado en HTTP a través de la plataforma de Hidrografía Open Source de NORBIT, que es una red troncal DCT y comprende herramientas y utilidades que permiten el acceso y la manipulación de datos similares a las operaciones del navegador web. El acceso se facilita mediante marcos de código abierto que son apoyados por la comunidad GIS en todo el mundo. El DCT es compatible con los sistemas operativos Windows y Linux, lo que permite la integración a múltiples plataformas y múltiples fabricantes.
Post-procesamiento y entrega del producto.

Es importante tener en cuenta que DCT no es un software de procesamiento de batimetría. Es una utilidad para realizar levantamientos hidrográficos de forma segura y eficiente, recopilar datos de levantamientos de alta calidad y ponerlos a disposición del software de procesamiento. El DCT registra los datos en el archivo NORBIT * .wbm, así como en el popular archivo * .s7k. El archivo s7k contiene todos los puntos de baño sin procesar y los datagramas de navegación, lo que hace que sea muy fácil arrastrar y soltar el software de procesamiento como CARIS HIPS & SIPS o Qimera y comenzar el procesamiento de da-ta de inmediato. También es posible utilizar herramientas automatizadas como CARIS a bordo o Qimera Live para el procesamiento inmediato de los resultados. Los datos siempre se recopilan en coordenadas WGS84, y todos los datos se marcan en el hardware NORBIT. La velocidad del perfil de sonido también se guarda en el mismo archivo (o se puede agregar al software de procesamiento si es necesario). Al mismo tiempo, los observables GNSS / INS sin procesar se registran y permiten el posprocesamiento de navegación de una solución de navegación completa, incluso si el abandono de RTK ocurrió durante la encuesta o no hubo RTK disponible en un momento de la encuesta.
Conclusiones

La última herramienta de recopilación de datos (DCT) de NORBIT es una herramienta simple y útil para que nuevos mercados surjan en el mundo de la encuesta de hidrografía. La interfaz del navegador web permite la conducción de la encuesta de una manera eficiente. Es adecuado para embarcaciones pequeñas y operaciones de una sola persona, así como vehículos no tripulados con conectividad de radio de bajo ancho de banda para el operador. DCT se concentra en la calidad de los datos y ayuda al operador a recopilar datos de alta calidad con la Regla de calidad máxima que funciona en tiempo real. A través de pantallas basadas en la web, DCT permite acceder a los resultados de la encuesta y monitorear el progreso desde cualquier terminal en la red, ya sea local o remoto.