Segmentacja obrazu mapy anomalii magnetycznej akwenu dla celów detekcji i lokalizacji podwodnych obiektów ferromagnetycznych

Izabela Bodus-Olkowska
ORCID: 0000-0003-4366-0116
Akademia Morska w Szczecinie
Wydział Nawigacyjny
Instytut Geoinformatyki
Polska

Janusz Uriasz
ORCID: 0000-0003-1915-1186
Akademia Morska w Szczecinie
Wydział Nawigacyjny
Institute of Marine Technologies
Polska

Streszczenie

Mapa anomalii magnetycznych akwenu ilustruje miejsca, w których występują zakłócenia pola magnetycznego. Poprzez interpretację tego rodzaju mapy użytkownik może łatwo wskazać miejsca występowania zakłóceń, oraz obliczyć poziom każdego z nich. Obiekt, który indukuje zniekształcenie pola magnetycznego na obszarach wodnych, może być różnego pochodzenia: od warstw geologicznych obszaru badań, poprzez obiekty takie jak infrastruktura przemysłowa: rurociągi i kable, do niezamierzonych obiektów o właściwościach ferromagnetycznych: wraki (wraki, wrak samolotu ), miny wojskowe, utracone kotwice i łańcuchy. Omówione powyżej aspekty interpretacji mapy anomalii magnetycznej wymagają konkretnej wiedzy i doświadczenia w tej dziedzinie. Poprzez całkowitą wartość anomalii magnetycznej można oszacować jak bardzo ferromagnetyczne jest ciało zakłócające. Poprzez wymiar obszaru występowania anomalii można określić położenie i wymiary obiektu. Przyjmuje się, że zastosowanie procedur segmentacji i wymiarowania obszarów jest bardzo wygodne w pracy przy interpretacji map, zarówno dla tych, którzy nie mają styczności bezpośredniej z mapami anomalii magnetycznej, ale także dla specjalistów zajmujących się tego rodzaju analizą danych. W artykule autor przedstawia koncepcję segmentacji obrazu mapy anomalii magnetycznej, detekcję miejsc występowania ciała zakłócającego pole magnetyczne oraz jego zwymiarowanie. Metody segmentacji ujęte w analizie są powszechnie stosowanymi w analizach obrazów, m.in. zdjęć lotniczych czy satelitarnych, obrazów z kamer video czy radarowych. W analizie uwzględniono dwa rodzaje źródeł zniekształceń pola magnetycznego: kotwicy od pławy i wraku. Mapa anomalii została opracowana przy użyciu oprogramowania hydrograficznego Hypack, a badania nad segmentacją mapy przeprowadzono w środowisku Matlab.

Przesłano 29.09.2018 Zaakceptowano 05.03.2019 Opublikowano 30.03.2019

Słowa kluczowe:

anomalia magnetyczna; pole magnetyczne Ziemi; magnetometr morski; mapa anomalii magnetycznych; segmentacja mapy

Pełny tekst:

PDF

Bibliografia

Bodus-Olkowska Izabela, Uriasz Janusz, 2017: The Integration of Image and Nonimage Data to Obtain Underwater Situation Refinement. Baltic Geodetic Congress (BGC Geomatics) Proceedings Paper, Gdańsk Poland, WOS:000425856500071, DOI: 10.1109/BGC.Geomatics.2017.72.

Bright John C., Conlin David, Wall Sage, 2014: Marine Magnetic Survey Modeling: Custom Geospatial Processing Tools for Visualizing and Assessing Marine Magnetic Surveys for Archeological Resources. Bureau of Ocean Energy Management OCS Study BOEM 2014-615.

Hall E. T., 1966: The Use of the proton magnetometer in underwater archaeology. Archaeometry 9 (1): 32-44. https://doi.org/10.1111/j.1475-4754.1966.tb00904.x

Plets Ruth, Dix Justin, Bates Richard, 2013: Marine Geophysics Data Aquisition Processing and Interpretation. Guidance Notes: 48 p, English Heritage.

Tang Jun, 2010: A color image segmentation algorithm based on region growing. 2nd International Conference on Computer Engineering and Technology, DOI: 10.1109/ICCET.2010.5486012.

Umaa Mageswari S., Sridevi M., Mala C., 2013: An Experimental Study and Analysis of Different Image Segmentation Techniques. International Conference on Design and Manufacturing (IConDM2013). Procedia Engineering 64: 36-45.

Welker Elżbieta, 2013: Sposoby pozyskiwania informacji o elementach pola magnetycznego Ziemi i ich wykorzystanie w geodezji i nawigacji (Methods of acquisition of Earth's magnetic field data and its use in geodesy and navigation). Seria Monograficzna nr 17: 168 s., Warszawa: Instytut Geodezji i Kartografii, ISBN 978-83-60024-17-1.