مقايسه دو روش پردازش آماري داده‌هاي اكوساندر چند پرتويي (MBES)

Comparison between Two Statistical Processing Methods of Multi-Beam Echo-Sounder Data on Histogram Matching

استفاده از روشها و تجهيزات صوتي براي برداشت اطلاعات و نقشه‌برداري از بستر آبها، بطور چشمگيري گسترش يافته است. اكوساندر چند پرتويي (Multi Beam Echo Sounder (MBES: از جمله سيستم‌هاي صوتي است كه قادر به اندازه‌گيري همزمان عمق و شدت موج برگشتي از بستر آبها مي‌باشد. اين سيستم‌ها مي‌توانند يك دسته پرتو با فواصل مساوي به سمت بستر ارسال و شدت موج برگشتي وابسته به زاويه تلاقي پرتو با سطح بستر (طبق قانون لامبرت) را دريافت نمايند. يكي از مهمترين كاربردهاي اين داده براي كلاسه‌بندي رسوبات است كه بدين منظور در مطالعات مختلف از وابستگي زاويه‌اي استفاده شده است. در اين روش، زماني كه در طول يك پينگ، نوع رسوبات تغيير كند، پيچيدگي‌هايي ظاهر مي‌گردد چراكه نمي‌توان بين تغييرات زاويه‌اي پرتوها و تغييرات واقعي در نوع رسوبات تفكيك قايل شد. بنابراين پيشنهاد مي‌شودكه اين داده‌ها مستقل از زاويه شوند. در اين مقاله دو روش آماري بر مبناي هيستوگرام براي حذف اثر وابستگي زاويه‌اي ارايه مي‌گردد: 1) انطباق هيستوگرام‌ها با استفاده از گشتاورهاي آماري، 2) انطباق هيستوگرام‌ها با استفاده از اصول پردازش تصوير. در هر دو روش سعي مي‌شود هيستوگرام‌هاي داده‌ها در زاويه تقاطع نزديك به نادير به هيستوگرام داده‌ها در يك زاويه تلاقي كوچك (داده‌هاي مرجع) منطبق شوند. در نهايت نتايج حاصل از پياده‌سازي دو روش مزبور بر داده‌هاي رودخانه وال هلند با يكديگر مقايسه مي‌گردند.

At present, applying the acoustic approaches and equipments has been increasingly used for gathering information from seafloor to produce maps with numerous applications. Multi-beam echo-sounder (MBES) is an acoustic system that measures both the depth and the backscatter strength, simultaneously. Such systems transmit a series of beams to the seafloor and receive their backscatter strengths (BS). They can be described as a function of the incident angle based on the Lambert law. Seafloor sediment classification is an important application of these data. In different studies, angular dependence has been used for this purpose. A complication occurs when the sediment types change along the swath, because it is difficult to separate from the beam angular dependence and the true backscatter strength variations. Therefore, these data should become independence of the angle. In this paper, two statistical methods based on the histogram matching are compared for removing the angular dependence: 1) histogram matching using the statistical moments, and 2) histogram matching using the image processing technique. These methods will register the BS data of large grazing angles (close to nadir) to the reference low grazing angle. Finally we will apply the two methods to a MBES data set of the Waal river, the Netherlands and compare the results.