Um ecobatímetro é um dispositivo para medir a profundidade da água (ou de qualquer líquido). Um ecobatímetro envia ondas sonoras e mede o tempo que o eco sonoro demora a regressar. A velocidade do som na água é conhecida para calcular a profundidade. Os ecobatímetros são ferramentas cruciais para a monitorização ambiental e a cartografia do terreno subaquático. Os resultados das medições de profundidade efectuadas com um ecobatímetro ou de um levantamento batimétrico podem ser apresentados de várias formas. As mais populares são:
Ecobatímetros SPH
Existem vários tipos diferentes de dispositivos que utilizam o princípio do ecobatímetro. As ecosondas de feixe simples (SBES), que podem ser de frequência simples ou dupla; as ecosondas multifeixe (MBES), os sonares de varrimento e os sonares de varrimento lateral. Todos eles, exceto os SBES, são geralmente volumosos e pesados e não são adequados para a utilização por UAV, pelo menos sem algum tipo de boia rebocada. Além disso, o sensor do ecobatímetro geralmente incorpora funções avançadas, como o sensor de temperatura e o sensor de inclinação. Todos os sensores são fabricados pela empresa coreana EofE Ultrasonics Ltd, especializada em sonares de sondagem.
Mede a distância até ao primeiro \”obstáculo\” na água: sedimentos, algas e até peixes. Por conseguinte, se o fundo da zona de sondagem estiver coberto de algas, esta configuração de base pode não funcionar nesse caso. A profundidade medida irá flutuar de forma errática, dependendo do ecobatímetro que recebeu o som refletido: o fundo ou a vegetação. Isto significa que, para obter leituras \”limpas\” do EchoLogger ECT 400S, o fundo deve estar livre de algas, garantindo uma medição precisa da profundidade. A vantagem do EchoLogger ECT 400S é que ele tem uma zona morta muito curta de 15 cm, uma distância mínima que pode medir. Isso torna o sistema com o ECT 400S adequado para furos muito rasos, a partir de cerca de 30 cm de profundidade.
Tecnicamente, uma sonda de eco de dupla frequência é constituída por dois dispositivos com frequências acústicas diferentes combinados numa caixa compacta. A frequência mais elevada é de 450 kHz e permite efetuar medições até à primeira superfície ou obstáculo. A frequência mais baixa é de 200 kHz, e o som a essa frequência passará através de algas/vegetação no fundo, e o dispositivo registará leituras limpas a partir do fundo. Nota: a zona morta para 200 kHz é de 0,5 m, o que limita a profundidade mínima de sondagem prática para este dispositivo a aproximadamente 0,8 m. O EchoLogger ECT D24S é uma sonda de dupla frequência com sensor de inclinação e temperatura.
Os impulsos acústicos de 200 kHz reflectem-se na superfície superior do fundo, mas o som de 50 kHz pode penetrar através de sedimentos orgânicos ou leves, medindo a profundidade até ao fundo duro. Isto permite o mapeamento da profundidade e a medição da espessura e quantidade de sedimentos na massa de água. Nota: a zona morta para 50 kHz é de 1 m, pelo que a profundidade mínima de sondagem na prática será de 1,2 m. O EchoLogger ECT D052S é um ecobatímetro de dupla frequência com sensor de inclinação e temperatura.
Especificações
O ecobatímetro é a ferramenta de medição padrão para a batimetria (medição de profundidade). Normalmente, o processo de medição envolve a utilização de um navio, barco ou veículo de superfície não tripulado (USV) como plataforma para o sensor. Por vezes, a utilização de um barco pode ser difícil, especialmente em rios e lagos pequenos ou inacessíveis. A utilização de USVs não é viável em todas as situações devido às caraterísticas subaquáticas. Em primeiro lugar, é necessário um bom ponto de entrada na água para a implantação e recuperação. Em segundo lugar, a utilização de USVs em lagos pouco profundos com muitas algas pode não ser possível. Finalmente, em muitos casos, um USV deve ser suficientemente grande para resistir às ondas se a análise for efectuada em águas oceânicas, e pode ser necessário um veículo de grandes dimensões para o transportar.
Um drone é compacto e fácil de transportar e utilizar. Os drones são também altamente precisos no seguimento de linhas de sondagem planeadas e podem ser utilizados em qualquer lugar onde haja pelo menos uma pequena área de descolagem e aterragem perto da superfície da água a ser sondada. Locais de difícil acesso O sistema UAV é ideal para locais de difícil acesso (linhas costeiras íngremes, poços de minas, águas pouco profundas, obstáculos no terreno), bem como águas de lagoas, lagos e canais. Não é necessário nenhum ponto de entrada na água para a implantação e recuperação. Há aplicações em que a área sondada fica a algumas centenas de metros do local de lançamento.
2 vezes mais económico Para pequenas massas de água ou áreas de levantamento, o custo de mobilização da embarcação ou do USV com equipamento batimétrico pode exceder o preço do levantamento. O sistema de UAV altamente portátil poupa tempo de mobilização e de implantação e pode ser até 2x mais económico do que uma abordagem padrão utilizando um navio, barco ou USV. Funciona num ambiente perigoso O sistema funciona num ambiente perigoso, ao qual os humanos não se podem aproximar livremente. O drone funciona sem contacto com a água. Por conseguinte, podem ser medidos lagos e rios com correntes fortes, bem como águas poluídas. Posicionamento preciso O posicionamento preciso do drone ao seguir as rotas de pesquisa e a sua capacidade de voar a uma velocidade constante e a baixas altitudes especificadas resultam em medições altamente precisas.
Aplicações
Fisicamente, independentemente das aplicações, as ecosondas efectuam as mesmas medições. No entanto, as aplicações podem ditar diferenças no planeamento do levantamento, no processamento de dados e no relatório final. Segue-se uma lista de aplicações típicas para sistemas de ecosonda transportados por drones:
O sistema de ecobatímetro UAV é composto por vários componentes. Para sua conveniência, todos os componentes necessários, software e serviços são combinados em pacotes de ecobatímetros.
Drones compatíveis: DJI M300/M350/M600, Inspired Flight IF1200A, Harris Aerial H6, Wispr Ranger Pro e UAVs semelhantes.
Em caixa pesada com sistema de suspensão
Actua como registador de dados do ecobatímetro e implementa o modo True Terrain Following para DJI
Altímetro laser ou radar para voar automaticamente no modo de seguimento do terreno
Para planeamento de missões e controlo de voo, essencial para uma recolha de dados precisa
Software de processamento de dados batimétricos
cansado de resultados medíocres e de dados pouco fiáveis? Sabemos que precisa de ferramentas que lhe dêem a maior precisão na batimetria. É por isso que lhe mostramos como os ecobatímetros da SPH Engineering lhe oferecem uma solução que transforma os seus projectos.
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Imagem que representa a correlação entre o sistema montado em drone com ecobatímetro e o poste de levantamento do recetor Trimble RTK GNSS (em círculos vermelhos).
Na batimetria, tradicionalmente dominada por navios, há cada vez mais soluções baseadas em UAV que incorporam eco-sondas para recolher dados batimétricos. Isto levanta as questões habituais sobre a exatidão do sistema. Uma vez que os sistemas baseados em UAV utilizam eco-sondas de qualidade de inquérito e receptores GNSS RTK de alta qualidade de drones modernos para posicionamento, a precisão dos dados recolhidos por sistemas montados em drones é a mesma que a dos navios tripulados e não tripulados. Os nossos clientes compararam os dados recolhidos por drones com métodos mais tradicionais. A imagem (ver Fig.2) é um rastreio de dados de drones recolhidos utilizando um poste de levantamento com um recetor Trimble RTK GNSS (em círculos vermelhos), dados cortesia da Geopartner Landinspektorer A/S. Este método de medição é considerado o mais exato. É visível que a diferença é negligenciável.
O sistema de ecobatímetro regista dados em três formatos padrão:
Teste de levantamento batimétrico do lago Titurgas Ezers
Levantamento batimétrico efectuado para fins educativos no âmbito da Escola de verão UAV em Tartu
Estudo da zona costeira do Mediterrâneo para o planeamento da construção de quebra-mar
