(English below)

Các cuộc khảo sát độ sâu có độ phân giải cao hỗ trợ nghiên cứu nuôi trồng thủy sản và tăng cường an toàn hàng hải. Cảm biến khảo sát bờ biển mới kết hợp địa hình và độ sâu Lidar được thiết kế để cung cấp dữ liệu chính xác hơn cho việc giám sát, nghiên cứu và khảo sát môi trường ở cả dưới và trên mực nước biển. Khảo sát Bathymetric cho phép các chuyên gia đo độ sâu của nước, lập bản đồ địa hình dưới nước, phân loại thảm thực vật và môi trường sống ngập nước cũng như nghiên cứu sinh thái biển, chất lượng nước, sự cố tràn chất ô nhiễm và thủy động lực học.

Lập bản đồ Bán đảo Cape John
Lập bản đồ vùng nước nông và vùng ven biển bằng cách sử dụng phương pháp chụp ảnh trên không truyền thống hoặc máy đo tiếng vang dựa trên thuyền có thể tốn kém, mất thời gian và nhiều thách thức do độ trong của nước và các điều kiện thời tiết không lường trước được. Để vượt qua những thách thức này, đồng thời tăng năng suất và độ chính xác của dữ liệu, nhóm nghiên cứu từ Trường Cao đẳng Cộng đồng Nova Scotia đã quyết định sử dụng Leica Chiroptera 4X Lidar cho nghiên cứu địa lý để khảo sát vùng ven biển của bán đảo Cape John ở Canada.

Mục tiêu của nghiên cứu
Nghiên cứu địa tin học này có 2 mục tiêu. Đầu tiên, nhóm nghiên cứu lập bản đồ môi trường sống của sinh vật đáy và nghề nuôi trồng thủy sản hiện có trong vịnh, bao gồm lập bản đồ cơ sở hạ tầng của động vật có vỏ và phao để ước tính lượng sinh khối đang được nuôi trồng.

Mục tiêu thứ hai của nghiên cứu là phát triển một mô hình thủy động lực học để giúp cho việc cho thuê các trang trại nuôi hàu mới và đề xuất các vị trí thích hợp xung quanh vịnh, mà không làm tổn hại đến loài cá Zostera marinaor nhạy cảm được gọi là cỏ lươn. Các thảm cỏ lươn có vai trò quan trọng trong việc lắng đọng trầm tích và là bãi đẻ của nhiều loài cá và động vật có vỏ; do đó nó được sử dụng như một chỉ số sức khỏe hệ sinh thái của Tổ chức Thủy sản và Đại dương Canada (DFO).

Quá trình thực hiện và Kết quả

Nhóm đã thực hiện nghiên cứu tương tự tại khu vực Maritime Canada vào năm 2014 về cách tối ưu hóa việc thu thập dữ liệu và xử lý hậu kỳ của khảo sát địa hình-độ sâu vùng nước nông bằng cách sử dụng Leica Chiroptera II. Lần này, các nhà nghiên cứu có cơ hội triển khai Chiroptera 4X mới và so sánh dữ liệu thu được với kết quả từ năm 2014. Để định lượng sự cải thiện của mật độ đám mây điểm và xác định mục tiêu của Chiroptera 4X mới, nhóm đã so sánh dữ liệu thu được của ba dụng cụ khảo sát: Chiroptera II, Chiroptera 4X và máy siêu âm đa tia.
Thí nghiệm địa tin học này liên quan đến việc khảo sát mục tiêu bốn hình khối một mét khối ở các độ sâu nước khác nhau để xác định mức độ chi tiết và dữ liệu được cung cấp bởi ba cảm biến khác nhau.

Bay Chiroptera 4X qua vịnh, nhóm nghiên cứu đã thu thập thông tin về các mục tiêu khảo sát và so sánh dữ liệu thu được về địa hình và đáy biển từ năm 2014 với dữ liệu từ thí nghiệm này được thực hiện vào năm 2018. Sử dụng bốn hình khối và các mục tiêu phẳng khác được chụp bằng Ba phương pháp khảo sát khác nhau, các nhà nghiên cứu đã so sánh mật độ đám mây điểm, ảnh ghép trực quan, Mô hình độ cao kỹ thuật số và biên độ Lidar.

Việc phân tích dữ liệu thu được đã được hoàn thành bằng cách sử dụng các điểm rời rạc thu được từ dữ liệu dạng sóng trong phần mềm xử lý hậu kỳ của Leica Lidar Survey Studio để tạo đám mây điểm và làm sạch dữ liệu Lidar thô.

Tận dụng tia laser cận hồng ngoại của Chiroptera 4X để thu thập dữ liệu địa hình, kết hợp với tia laser xanh lá cây để thu thập dữ liệu độ sâu, nhóm nghiên cứu đã nắm bắt chính xác các đặc điểm dưới nước và tạo ra các mô hình độ cao thực tế ảo để nghiên cứu môi trường sống của sinh vật đáy. Ngoài ra, các nhà nghiên cứu đề xuất các địa điểm bền vững để nuôi hàu mà không làm tổn hại đến môi trường sống của cỏ lươn.

-----

Mapping Underwater Terrain of Cape John Peninsula with Bathymetric Lidar
High-resolution bathymetric surveys support aquaculture research and increase navigational safety. New coastal survey sensors combining topographic and bathymetric Lidar are designed to offer more accurate data for environmental monitoring, research and surveying both below and above sea level. Bathymetric surveys allow professionals to measure water depth, map the underwater terrain, classify submerged vegetation and habitat as well as study marine ecology, water quality, contaminant spills and hydrodynamics.

Mapping Cape John Peninsula
Mapping shallow water and coastal areas using traditional aerial photography or boat-based echo sounder methods can be costly, time consuming and challenging due to water clarity and unforeseen weather conditions. To overcome these challenges and increase productivity and data accuracy, the research team from the Nova Scotia Community College decided to use the Leica Chiroptera 4X bathymetric and topographic Lidar for its geomatics research to survey the coastal zone of Cape John peninsula in Canada.

Purpose of the research 
The purpose of the geomatics research was twofold. First, the team mapped the benthic habitat and the existing aquaculture in the bay, including the mapping of the shellfish infrastructure and the buoys to estimate how much biomass is being grown.

The second goal of the research was to develop a hydrodynamic model to help the lease of new oyster farms and propose the appropriate locations around the bay, without damaging the sensitive Zostera marinaor so-called eelgrass. The eelgrass beds are important for sediment deposition and nursery grounds for many species of fish and shellfish; thus it is used as an ecosystem health indicator by Fisheries and Oceans Canada (DFO).

Implementation and results 

The team carried out similar research in the Maritime Canada region in 2014 on how to optimize data collection and post-processing of shallow water topographic-bathymetric Lidar survey using the Leica Chiroptera II. This time, the researchers had the chance to deploy the new Chiroptera 4X and compare the captured data with results from 2014. To quantify the improvement of the point cloud density and target identification of the new Chiroptera 4X, the team compared the captured data of three surveying instruments: Chiroptera II, Chiroptera 4X and a multibeam echosounder.
This geomatics experiment involved the target surveying of four one-cubic-metre cubes at different water depths to determine the level of detail and data provided by the three different sensors.

Flying the Chiroptera 4X over the bay, the research team collected information on the surveying targets and compared the captured data of the terrain and seabed from 2014 with the data from this experiment carried out in 2018. Using the four cubes and other flat targets captured with the three different survey methods, researchers compared point cloud density, orthophoto mosaics, Digital Elevation Model and Lidar amplitude.

The analysis of the captured data was completed using the discrete points derived from the waveform data in Leica Lidar Survey Studio post-processing software for point cloud generation and cleaning of raw Lidar data.

Taking advantage of the Chiroptera 4X’s near-infrared laser for topographic data collection, combined with a green laser for bathymetric data collection, the research team precisely captured underwater features and generated virtual reality elevation models to study the benthic habitat. Additionally, researchers proposed sustainable locations for oyster farming without damaging the eelgrass habitat.

Geolink tổng hợp từ Hydro-international