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Repositório Institucional da Produção Científica da Marinha do Brasil (RI-MB)

Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847244
Título: Uso do Backscatter para identificar árras do fundo marinho com o mesmo sedimento
Título(s) alternativo(s): Use Of Backscatter To identify seabed areas with the same sediment
Autor(es): Akamba, Monick Serge
Orientador(es): Ivan Bodra Guimarães
Palavras-chave: Hidrografia
Backscatter
Retroespalhamento
Standard deviation
Áreas de conhecimento da DGPM: Hidrografia
Data do documento: 2022
Editor: Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN)
Citação: USO do Backscatter para Identificar Áreas do Fundo Marinho com o Mesmo Sedimento. Orientador: Ivan Bodra Guimarães. 2022. 41 f. Trabalho de Fim de Curso (Aperfeiçoamento em Hidrografia) - Diretoria de Hidrografia e Navegação, Niterói, 2022.
Descrição: De acordo com a norma S-32, que é o dicionário de referência da Organização Hidrográfica Internacional (2022), a Hidrografia é um ramo das ciências aplicadas, vocacionado principalmente para a segurança da navegação. Como resultado, destaca-se naturalmente por fornecer aos navegadores a descrição mais fiel dos diferentes espaços navegáveis (oceanos, mares, rios, lagos, zonas costeiras). Entre outras informações disponibilizadas aos navegantes nas cartas marítimas fica a natureza do fundo do mar, cujo o método de obtenção mais usada consiste na coleta de amostras in situ, para análise visual e laboratorial. No entanto, além da logística necessária à execução desta tarefa, a principal limitação deste método prende-se com a extrapolação da natureza do ponto de recolha para as áreas vizinhas. Um método subsidiário consiste em analisar a intensidade dos pulsos acústicos de retorno (backscatter) registrados após a ensonificação do fundo durante levantamentos batimétricos com ecobatímetro multifeixe e desenvolver critérios de classificação em relação à natureza deste fundo a partir de parâmetros julgados representativos. Contudo, beneficiaria de ser normalizado ou padronizado (dependendo abusivamente do operador para a eliminação das dependências angulares, a escolha dos parâmetros a serem utilizados para o desenvolvimento dos critérios de classificação, a definição desses critérios de classificação, a definição e caracterização dos tipos de solo de acordo com os parâmetros escolhidos, resoluções das superfícies a serem utilizadas, etc.), para que nas mesmas condições se passamos sempre chegar aos mesmos resultados. Entretanto, verificou-se neste trabalho que em relação à caracterização da natureza de uma superfície ensonificada, se adotarmos como parâmetros, a intensidade de retorno dos pulsos acústicos após a ensonificação, seus ângulos de incidência no fundo e a profundidade (batimetria), conseguimos encontrar a natureza dessa superfície (dura, média ou macia). São esses parâmetros que foram escolhidos na análise do retroespalhamento da área da ilha de ITACURUÇA, cujo os resultados sobre a natureza do fundo obtidos numericamente foram confrontados com satisfação com amostras coletadas no local. Foram utilizados neste estudo, três critérios de classificação (configurações) diferentes, todos elaborados a partir dos parâmetros escolhidos anteriormente. A escolha de valores dos parâmetros diferentes foi realizada com finalidade de ter uma ideia da influência da variação deles no resultado final, ou seja, sobre a natureza que será atribuída à zona em estudo. O método usado para desenvolver esses critérios foi escolhê-los de forma gradualmente restritiva, ou seja, afastando-se gradualmente (afastada de um desvio padrão, dois e três) dos valores médios dos parâmetros adotados para seu desenvolvimento. Por fim, verificou-se após análise dos resultados obtidos em cada uma das configurações que a metodologia utilizada na definição dos critérios pode ser um excelente meio para aumentar a fiabilidade no que respeita à atribuição da natureza de uma área. Inclusive, a introdução da análise do backscatter nos procedimentos em vigora (instruções técnicas) na diretoria da hidrografia e da navegação do Brasil em nos diferentes serviços hidrográficos, poderia num primeiro tempo, melhorar a capacidade de escolher os pontos de interesse onde deve ser coletados as amostras do fundo já que essa atividade é mandatório durante os levantamentos hidroceanográficos. Num segundo tempo, assim que este método será mais padronizado, poderia ser usada como método de identificação principal das áreas do fundo marinho com mesmos sedimentos.
Abstract: According to the Standard S-32, which is the reference dictionary of the International Hydrographic Organization (2022), Hydrography is a branch of applied sciences, mainly focused on safety of navigation. Thereby, it is naturally interested in providing browsers with the most faithful description of the different navigability spaces (oceans, seas, rivers, lakes, coastal areas). Among the information made available to navigators on the sea charts, is the nature of the seabed whose most widespread method of obtaining consists of collecting samples “in situ”, for visual and laboratory analysis. Apart from the logistics required to complete this task, the main limitation of this method is linked to the extrapolation of the nature of the collection point to the areas neighboring it. A subsidiary method consists in analyzing the intensity of the return acoustic pulses (backscatter) recording after insonification of the bottom during bathymetric surveys with multibeam sounders and to develop classification criteria in relation to the nature of this bottom from parameters considered representative. However, it would benefit from being normalized or standardized (abusively dependent on the operator for the elimination of dependencies angles, the choice of the parameters to be used for developing the classification criteria, the definition of these classification criteria, the definition and characterization of soil types in depending on the parameters chosen, resolutions of the areas to be used, etc.), so that under the same conditions, we can always achieve the same results. Nevertheless, it has been found that in relation to the characterization of the nature of an insonified surface, if we adopt the return intensity of the acoustic pulse after insonification, its angle of incidence on the bottom and the depth (bathymetry) as parameters, we manage to find the nature of the said area (hard,medium or soft). These are the parameters which have been chosen in the analysis of the backscatter of the area of the island of ITACURUÇA, whose results on the nature of the bottom obtained numerically were confronted with satisfaction with samples collected on the site. Three different classifications criteria (configurations), developed from the chosen parameters were used in this study in order to have an idea of their influence on the result, example giving, the nature allocated to the zone. The method used to develop these criteria was to choose them in the gradually restrictive form, or gradually moved away (away from one standard deviation, two and then three) from the average values of the parameters adopted for their elaboration. Finally, it appeared after analysis of the results obtained in each of the configurations that the methodology used in defining the criteria can be an excellent way to increase the reliability as to the attribution of the nature of an area. Also, the introduction of backscatter analysis in the procedures in force (technical instructions) in the hydrography and navigation directorate of Brazil and in the different hydrographic services, could, at first, improve the ability to choose the points of interest where samples from the bottom should be collected as this activity is mandatory during hydro oceanographic surveys. In a second time, as soon as this method will be more standardized, it could be used as the main method of identification of seabed areas with the same sediments.
Tipo de Acesso: Acesso aberto
URI: https://www.repositorio.mar.mil.br/handle/ripcmb/847244
Tipo: Trabalho de fim de curso
Aparece nas coleções:Hidrografia e Navegação: Coleção de Trabalhos de Conclusão de Cursos

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