Syvyysmallipintojen muokkaus automaattisessa syvyyskäyränmäärityksessä : tarkastelussa Rolling Coin ja Laplace-interpolointi

Show full item record



Permalink

http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201804208618
Title: Syvyysmallipintojen muokkaus automaattisessa syvyyskäyränmäärityksessä : tarkastelussa Rolling Coin ja Laplace-interpolointi
Author: Filppula, Topi
Contributor: University of Helsinki, Faculty of Science, Department of Geosciences and Geography
Publisher: Helsingin yliopisto
Date: 2018
Language: fin
URI: http://urn.fi/URN:NBN:fi-fe201804208618
http://hdl.handle.net/10138/273488
Thesis level: master's thesis
Discipline: Geography
Maantiede
Geografi
Abstract: Merikarttojen syvyystietojen tuottaminen perustuu merenmittausteknologiassa viime vuosikymmeninä tapahtuneesta merkittävästä kehittymisestä huolimatta edelleen pääosin perinteisiin manuaalisiin menetelmiin. Vielä nykyäänkin merikartoilla esitettävät syvyystiedot tuotetaan määrittämällä syvyyskäyrät käsin ja valitsemalla kartoilla esitettävät syvyyspisteet tiheästä pisteaineistosta yksitellen. Vähenevien henkilöresurssien johdosta merikartoilla esitettävän syvyystiedon tuottamisesta on muodostunut Liikenneviraston merikartantuotantoon pullonkaula. Tässä työssä tutkittiin pistepilviaineistoista luotujen syvyysmallien käsittelyä automatisoidun syvyyskäyräntuotannon mahdollistamiseksi. Tutkittujen syvyysmallipintojen käsittelyn menetelmien, navigointiturvalliseksi muokatun Laplace-interpoloinnin ja erityisesti tätä työtä varten kehitetyn Rolling Coin -menetelmän, toivottiin helpottavan teknisesti ja kartografisesti laadukkaiden syvyyskäyrien määrityksen automatisointia. Tutkituilla menetelmillä tuotettujen syvyysmallipintojen ominaisuuksia ja keskinäisiä eroja tutkittiin erotuspintojen, niistä johdettujen poikkeamamittareiden ja erilaisten naapurustoon perustuvien, syvyysmallipintojen paikallista syvyysvaihtelua kuvaavien indeksien avulla. Menetelmien soveltuvuutta syvyyskäyrien automaattiseen tuotantoon arvioitiin luomalla tuotetuista syvyysmallipinnoista automaattisesti määritetyt syvyyskäyrät ja vertaamalla saatuja syvyyskäyriä merikartoilla esitettyihin syvyyskäyriin. Syvyyskäyrien vertailussa keskityttiin syvyyskäyrien lukumäärien ja pituuksien arviointiin. Molemmat tutkitut syvyysmallipintojen käsittelyn menetelmät osoittautuivat navigoinnin kannalta turvallisiksi ja automatisoidun syvyyskäyränmäärityksen näkökulmasta lupaaviksi. Rolling Coin -menetelmä osoittautui erityisen kiinnostavaksi ja toimivaksi myös hankalilla kapeilla ja ruopatuilla väyläosuuksilla. Liikennevirasto onkin ottamassa Rolling Coin -menetelmän tuotantokäyttöön. Liikenneviraston uuden merikarttojen tuotantojärjestelmän toimittava CARIS sisällyttää menetelmän myös osaksi tarjoamansa sovellusten perustoiminnallisuuksia.The production of depth information of navigation charts is, despite significant developments in bathymetric surveying technology in the last decades, still mostly based on traditional manual methods. Even today the depth contours are generally digitized by hand and the chart soundings are individually selected from the dense bathymetric point data. With decreasing human resources these labor intensive methods have created a bottleneck in the Finnish Transport Agency's navigation chart production. The main goal of this study was to examine two different depth model surface smoothing methods in order to enable the automated production of quality depth contours. The methods used to smooth the depth model surfaces were navigationally safe Laplace-interpolation and Rolling Coin, a method developed specifically for this study. The properties and differences of the smoothed depth model surfaces were examined using surface differences (separation surfaces), deviation metrics and different neighborhood based indices describing local variations in the depth model surface. The suitability of the smoothing methods for automated depth contour generation was evaluated by creating automatically generated depth contours from the smoothed depth model surfaces and comparing these contours to the contours on the current navigation chart products. The comparison of the contours focused on evaluation of the number and lengths of the contours. Cartographic evaluation of the contours was not included in this thesis. Both depth model surface smoothing methods proved to be navigationally safe and promising in terms of automation of depth contour generation. The Rolling Coin method proved to be especially interesting and functional even in the generally troublesome narrow and dredged channels. The Finnish Hydrographic Office is going to take the Rolling Coin method for production use.


Files in this item

Total number of downloads: Loading...

Files Size Format View
Pro_Gradu_Filppula_6_2018.pdf 9.291Mb PDF View/Open

This item appears in the following Collection(s)

Show full item record