Esplorare le profondità marine con i dati batimetrici

Global Mapper® si è affermato grazie al supporto di oltre 380 formati di file, ai potenti strumenti di classificazione lidar e alla reputazione di offrire un'assistenza tecnica di prim'ordine. Ciò che forse è meno noto sono i suoi robusti strumenti per la generazione, l'analisi e la visualizzazione dei dati batimetrici.

La batimetria è lo studio del terreno sottomarino, come i fondali oceanici, i fondali lacustri e i letti dei fiumi. Poiché oltre il 70% della superficie terrestre è sommerso dall'acqua, l'analisi batimetrica svolge un ruolo cruciale nella mappatura e nella comprensione dell'ambiente. Scopriamo come le funzionalità di analisi e visualizzazione di Global Mapper possono semplificare e migliorare i flussi di lavoro batimetrici in diversi settori.

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Quali sono i formati comuni per i dati batimetrici?

La mappatura del fondale marino e di altri terreni sottomarini può essere effettuata in molti modi: dai sonar montati su navi, ai veicoli sottomarini autonomi (AUV), fino alle immagini multispettrali satellitari. I rilievi batimetrici ad alta risoluzione si basano spesso su ecoscandagli multibeam per acquisire misurazioni dettagliate della profondità. Grazie all'ampio supporto di formati di file, Global Mapper gestisce con facilità i dati provenienti da tutti questi sistemi di navigazione marina e dal telerilevamento del sottosuolo. Di seguito sono elencati alcuni dei formati batimetrici più comunemente utilizzati.

Navigazione marittima e carte nautiche 

• S-57 / S-63 / S-101 – Norme internazionali per le carte idrografiche 
• NOS/GEO (National Ocean Service Georeferenced Bathymetry Format) – Memorizza dati grigliati provenienti da rilievi NOAA con georeferenziazione  
• NV Digital (NV Verlang) – Carta nautica elettronica raster 
• PCX (PiCture eXchange) – Formato di archiviazione di immagini raster utilizzabile nei sistemi sonar o di cartografia di vecchia generazione.

Dati sonar e di sondaggio 

• Lowrance Sonar – Memorizza i dati di profondità, le immagini sonar e le informazioni GPS raccolte dagli ecoscandagli e dai chartplotter Lowrance.
• XTF (formato Triton esteso) – Ampiamente utilizzato per sonar a scansione laterale e multibeam 
• GSF (Generic Sensor Format) – Memorizza i dati grezzi del sonar e della navigazione, spesso utilizzato come formato di interscambio.
• HTF (Hydrographic Transfer Format) – Memorizza i dati elaborati del rilievo idrografico, comprese le misurazioni di profondità e le posizioni. 
• TUTTI / WCD – Formati dell'ecoscandaglio multibeam Kongsberg
• HSX (Hypack Survey Export) – Formato di indagine Hypack di impulsi sonar grezzi a fascio singolo o multifascio con ora e posizione GPS

Dati batimetrici grigliati/raster

• BAG (Bathymetric Attributed Grid) – Standard NOAA/CHS per la memorizzazione di dati batimetrici grigliati con valori di incertezza
• DBDBV (Digital Bathymetric DataBase) – Formato di database batimetrico globale comune per l'archiviazione di griglie a risoluzioni variabili
• NITF (National Imagery Transmission Format) – Contenitore standardizzato per immagini raster 
• NetCDF / conforme a CF – Utilizzato per griglie oceanografiche, inclusa la batimetria
• GeoTIFF – Comune per l'archiviazione di griglie batimetriche elaborate con georeferenziazione
• Griglia ASCII – Batimetria grigliata in formato testo semplice per una facile importazione 

Nuvola di punti e superficie 3D

• LAS / LAZ (LAS compresso) – Formato standard della nuvola di punti
• XYZ / CSV – Semplice formato tabellare con punti di profondità X, Y, Z
• SD / DXF / DWG – Formati in stile CAD per modelli o contorni 3D

Visualizza il fondale marino

Global Mapper offre un'ampia varietà di strumenti per la visualizzazione e l'analisi dei dati batimetrici. Gli utenti possono scegliere tra un elenco di shader di elevazione , come la pendenza e il modello di elevazione relativa (REM) , oppure progettare shader personalizzati per evidenziare le variazioni di profondità e rivelare sottili caratteristiche sottomarine. Queste opzioni di ombreggiatura semplificano l'interpretazione della pendenza, dell'orientamento e di altri aspetti del terreno sottomarino.

Il visualizzatore 3D trasforma i set di dati batimetrici in un ambiente immersivo, consentendo agli utenti di esplorare il fondale marino da qualsiasi angolazione. Le registrazioni di walkthrough e flythrough semplificano la condivisione di queste prospettive dinamiche. All'interno della visualizzazione 3D, gli utenti possono anche eseguire ulteriori analisi, come la simulazione delle variazioni del livello dell'acqua.

Come creare un profilo batimetrico 

Uno dei metodi più efficaci per interpretare il fondale marino è generare un profilo batimetrico, ovvero una sezione trasversale del terreno che rivela le variazioni di altitudine. Con lo strumento Profilo percorso, gli utenti possono disegnare un percorso o selezionare una linea esistente per creare istantaneamente un profilo batimetrico. Inoltre, è possibile acquisire una porzione più ampia del terreno creando una serie di profili trasversali sequenziali. Per una visione più completa del terreno, è possibile generare una serie di profili trasversali sequenziali, che aiutano a identificare modelli ricorrenti nel paesaggio.

È possibile combinare i dati batimetrici con altri dati GIS? 

Come accennato in precedenza, durante un progetto batimetrico è possibile analizzare una vasta gamma di dati. Global Mapper semplifica l'unione dei dati provenienti da diverse indagini o sensori: basta caricare i set di dati, organizzare i livelli ed è pronto all'uso. 

Quando si lavora con dati in proiezioni diverse, la modalità di proiezione GeoCalc® di Global Mapper allinea automaticamente i sistemi di coordinate e i datum, con la possibilità di elaborazione in batch per set di dati di grandi dimensioni. Global Mapper può unire i layer in un'unica superficie e consentire il confronto affiancato di più superfici. Opzioni aggiuntive, come ritaglio, allineamento, sfumatura e confronto dei layer, contribuiscono a garantire una perfetta integrazione tra set di dati eterogenei.

Questo approccio si è rivelato prezioso per lo scienziato australiano Dr. Robin Beaman e il suo team di mappatura oceanica presso la James Cook University. Hanno combinato centinaia di rilievi batimetrici in un modello batimetrico continuo della costa australiana.

Creare nuvole di punti batimetriche da dati sonar

In Global Mapper, i dati sonar e di altri sensori possono essere trasformati in nuvole di punti gestibili e pronte per l'analisi, esportandoli nel formato LAS. Una volta in questo formato, è disponibile l'intera suite di strumenti per le nuvole di punti, inclusa la classificazione automatica per identificare il fondale marino, distinguere altre strutture sottomarine e rimuovere il rumore indesiderato.

Da lì, lo strumento Crea griglia di elevazione può generare rapidamente una superficie dettagliata del fondale marino. Questo flusso di lavoro è stato utilizzato per applicazioni che vanno dal rilevamento e dalla modellazione di relitti all'identificazione di sottili caratteristiche sottomarine che altrimenti potrebbero passare inosservate.

Analizzare il fondale marino 

Una volta combinati e visualizzati i dati batimetrici, il passo successivo è l'analisi. Global Mapper offre una vasta gamma di strumenti per trasformare un modello del terreno in informazioni utili, aiutando gli utenti ad affrontare sfide concrete nel campo delle scienze marine, dell'ingegneria e della gestione ambientale.

Contornatura del sottosuolo

Le curve di livello non servono solo per le mappe dei sentieri escursionistici; lo strumento Genera curve di livello di Global Mapper può generare curve di livello precise per il fondale marino o le linee di costa a partire da dati grigliati caricati. Le curve di livello risultanti possono essere modificate, stilizzate e combinate con altri set di dati per creare carte batimetriche personalizzate. In alternativa, le curve di livello chiuse possono essere convertite automaticamente in aree di isoaltezza che mostrano l'estensione dell'acqua a diverse profondità o livelli del mare.

Le curve di livello colorate in base all'altitudine, combinate con altri dati cartografici di base, consentono di creare una mappa personalizzata.

Misurazione e calcolo del volume

Global Mapper può essere utilizzato per analisi quantitative precise di dati batimetrici. Nella visualizzazione standard della mappa 2D, nella finestra del profilo del percorso o nel visualizzatore 3D, lo strumento Misura consente di calcolare rapidamente distanze e aree.

Per l'analisi del volume d'acqua, lo strumento Calcola volume di scavo e riempimento offre diversi approcci: definire un'altezza o un piano fisso, calcolare i volumi in un intervallo di livelli dell'acqua o confrontare i dati batimetrici con una griglia di superficie di riferimento. Questi metodi semplificano la stima delle variazioni nell'accumulo di sedimenti, la pianificazione di progetti di costruzione subacquea, la determinazione del volume dei detriti di relitti o la valutazione delle esigenze di dragaggio.

Modellazione delle inondazioni

Integrando i dati batimetrici con i modelli del terreno terrestre, strumenti come Generate Watershed e Water Level Rise possono rivelare l'estensione delle inondazioni, modellare l'accumulo del flusso e supportare un'ampia gamma di studi idrografici.

Grazie alle funzionalità di modifica e creazione del terreno di Global Mapper, gli utenti possono produrre modelli digitali di elevazione (DEM) idro-corretti o altri modelli di superficie personalizzati che rappresentano accuratamente il flusso dell'acqua. Questi set di dati avanzati possono essere analizzati direttamente in Global Mapper o esportati in numerosi formati per essere utilizzati in altre applicazioni.

Oltre la profondità: mappatura di temperatura, salinità e altro ancora.

L'analisi batimetrica spesso trae vantaggio dall'integrazione di altri set di dati grigliati, come la temperatura superficiale, la salinità, le misurazioni gravimetriche e altro ancora. Questi livelli complementari possono essere visualizzati insieme ai dati di profondità, renderizzati in 3D e mappati per rivelare modelli e relazioni all'interno di laghi, oceani e altri corpi idrici. Combinando queste variabili, gli analisti ottengono una comprensione più completa delle dinamiche fisiche e ambientali in atto al di sotto della superficie.

Dalla mappatura dei contorni del fondale marino all'integrazione di set di dati provenienti da più sensori, l'analisi batimetrica di Global Mapper offre una visione senza precedenti del mondo sottomarino. La capacità di visualizzare, analizzare e condividere queste informazioni consente a ricercatori, ingegneri e pianificatori di comprendere meglio gli ambienti marini e di acqua dolce, supportando in definitiva un'ampia gamma di settori, tra cui la navigazione, la conservazione degli habitat e lo sviluppo sostenibile.

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