内河航道测量效率不高怎么破？
MS400P-IDH多波束了解一下
内河航道的测量难点
内河航道由于成因不同分为天然航道、渠化河流航道和人工开挖的运河、渠道等。在对航道进行管理维护过程中，重点工作是进行水下地形测量，通过测量水下地形，能够精准掌握航道是否存在冲刷淤积以及碍航物，精准判断航道实际尺度，同时也能够通过多时相的数据推演出航道淤积的变化趋势。现代水下地形测量的手段也从原始的铅锤测量逐步演变为单波束、多波束测深声呐测量等技术。
内河航道水下地形的特点一般为中间航槽位置水深，边缘区域水浅，测量船不能抵近岸边测量，无论采用单波束测深技术还是多波束测深技术，航道边缘测量难度较大。
- 多数采用单波束进行测量断面水深数据获取，但此方法的弊端是只能获取断面处水深情况，只能形成组粗略的地形变化趋势结果，进行淤积变化分析时，误差比较大，且由于不能实现全覆盖测量，存在碍航物和重点区域漏扫的风险。且单波束测深仪采用断面测量法需要不断横穿航道，对于航运发达的航道来说安全隐患较大。
- 采用多波束测深仪进行测量时，可以通过倾斜安装或电子波束倾斜，来实现测量岸坡边缘浅水位置的水深数据，达到全地形扫描的作用，不论是物理倾斜还是电子倾斜都会增加测量测线的数量，增加作业时长，降低我们的测绘测量效率。
故此，我们引入双探头多波束测深系统，在满足浅岸边坡全覆盖测量的同时，也增加外业测量的扫测覆盖宽度，即减少了作业时长，又提高的外业测量效率。
MS400P-IDH是一套怎样的系统？
#01
针对内陆河流航道水域测量的场景需求，海卓同创根据市场调研结果，推出了适用于内河航道场景使用的自主研发的国产双探头多波束测深系统——MS400P-IDH。该系统以海卓MS400P（小精灵）多波束为基础进行设计，通过固定结构安装搭载，实现了将2个换能器（水下探头）集成到一起的迭代升级，达到了10倍大扫宽测量作业的需求，也满足了在浅水航道水面下全地形测量的需求，能够极大的提高测量作业测效率。
系统组成总体结构如下：
（1）MS400P多波束测深仪探头2台；
（2）POS25姿态仪1套；
（3）SVP1500声速剖面仪1台；
（4）SVS1500M表面声速仪1台；
（5）潮位计1台；
（6）海测通2024采集软件1套；
（7）MBPro数据后处理软件1套
（8）安装支架、供电设备、PC端电脑等配件
2个探头，有哪些不一样？
#02
PART 01
浅水可测0.5米，水面下数据基本实现全覆盖测量
与MS8200-IDH相同，MS400P-IDH双探头多波束的倾斜角度也采用30°固定安装，再进行边坡倾斜测量时，可以让中央波束尽可能扫测到边坡位置，下图为我们进行浙江某航道测量时，边坡的点云数据。现场采用MS400P-IDH双探头多波束进行测量，从数据中可以看到，水面下最浅位置为0.58米，且通过分析数据良好，与水面上三维激光数据进行拼接，基本上没有拼接缝隙，实现水面下数据全覆盖测量。
PART 02
1条测线，10倍水深覆盖，船只遮挡也能轻松应对
MS400P-IDH采用的V型布阵方式，相对单探头正下方的安装方式，边缘波束角的角度分辨力得到了较大提升，在80度时缩小了4倍，有效缩小了边缘波束脚印。经过实测在10m水深时，有效覆盖宽度亦可达到100米左右（10倍覆盖）。
【实例】
2024年3月，在长江航道上进行了海卓MS400P-IDH双探头和单探头多波束的对比测量实验。
测试目的：
①验证双探头和单探头的实际测量效率；
②验证双探头和单探头的实际覆盖宽度情况。
测试条件：
①在长江上选择一段航道水域，水深在10米左右，单双探头设备分别进行全区域测量；
②使用同样的测量船、支架、供电、辅助测量工具等；
③按照20%的条带覆盖要求进行测试；
经过对比测试，我们验证出一下结论：
（1）单探头扫测宽度为68米，可达6.8倍的扫测宽度；
（2）双探头的扫测宽度为140米，可达14倍的扫测宽度；
（3）MS400P-IDH双探头轻松实现单探头2倍扫宽覆盖。
PART 03
从数据质量看测量效率，好数据=高效率
对该组长江航道的数据进行后处理后，从数据拼接、噪点比例分析、内符合精度方面进行数据质量评估：01
整体数据点云情况
从整体效果看，无论单双探头对水下细节的展现均效果较好，可以清晰的展现出地形的变化情况，为后续疏浚抛石等工作提供数据基础。
左图为双探头多波束测量数据，右图为单探头多波束测量数据
02
数据拼接
以双探头数据为例，任一断面拼合完整，互相拼合比较，从不不同角度对测量数据进行断面数据查看，任意断面沿矩阵长度和宽度方向的断面图拼合程度均较好。
03
噪点比例分析
数据边缘部分存在一些光亮的噪点，通过软件滤波功能能够快速的进行自动删除，不需要人工进行干预，手动剔除野值；经过统计高亮部分噪点数占比总测量点数的2.32%，符合点占比超过95%；
04
内符合精度分析
在测线布设完成后，垂直区域选取2条等间距的测线，进行校准线布设，并根据校准线进行测量。通过对主测线和校准线两组多波束数据进行TIN 模型创建，并对 TIN 模型进行求差处理，通过对所有的差值数据进行统计分析，结果如下：误差值小于等于±0.2米的数值占比为97.38%，符合IHO-S44测量规范要求。
通过对上组数据的分析可以看到，MS400P-IDH双探头多波束的数据质量完全符合测量规范要求，数据好不返工，效率加倍看得见！
PART 04
是1套又是2套，即可无人船，也可有人船
MS400P-IDH双探头多波束测深系统具备采集三维水下地形、侧扫成像数据、水体成像数据等多种功能，可以适用多种场景。并且两个探头具备一定的独立性，当测量任务较多而双探头无法同时满足测量任务时，可以将双探头拆分为两个单探头MS400P多波束测深仪，同时进行测量任务，做到一机多用。
MS400P小精灵除了精度好，效率高的特点，也具有体积小、重量轻的特点，可以安装到小型无人船上，拆分两套设备，有人船搭配无人船同步工作，效率翻倍杠杠滴！
除了内河航道测量，还能做什么呢？
#03
MS400P-IDH双探头多波束也可以在水库、湖泊等大面积开阔水域的测量环境下适用，可以提升1倍的测量效率，节省时间和投入成本。同时MS400P-IDH水面下全覆盖测量的特点，可以结合无人机或者三维激光扫描仪实现快速的水陆一体化精细建模，用于智慧航道、智慧城市、智慧水库等数据底图使用。
END