MG3和卫星衍生水深测量

从Landsat卫星图像到卫星衍射测深曲面到bENC（水深测量电子导航图）的演变。位置是古巴的Golfo de Guanahacabibes。 （来源：Aaron Sager）

总部设在英国的MG3是一家海洋地球科学调查公司。 MG3拥有一支能够在近海和沿海地区作业的三艘多用途DP1船队，每艘装备有各种侧向和多波束声纳以及用于地下测量的拖曳式磁力计装置。 （礼貌：MG3）

TCarta在北欧欧洲沿着英吉利海峡的30米GIS套餐。 （来源：Aaron Sager）

TCarta在英国各地的海底基地（信用：Aaron Sager）

Previous Next

海洋调查船在浅水海岸环境中的作业是一项危险的努力。地下障碍物可能会从拖缆上撕下多波束声纳，导致昂贵设备的损失和潜在的延迟。但是，与船舶在图表不良的情况下搁浅，危及船员安全并造成数百万美元损失的情况相比，丢失的设备是一个小小的不便。

因此，调查船运营商花费大量时间和金钱来减少每次航行所涉及的风险。他们一直在寻找新技术，以提高其人员和设备的安全性，同时改善项目的底线。考虑到这一目标，MG3 Survey UK Limited已经转向了飞行数百英里的地球观测卫星，以更好地了解在最危险的沿海地区波浪下的障碍物。

MG3的一艘船最近从加勒比完成一项调查归来，其中规划团队依靠包括卫星数据在内的多种水深测量产品对该地区众多锯齿状珊瑚礁进行“桌面测绘”。这项工作早在船开始航行之前就已经完成。事实上，MG3甚至在提交项目投标之前就使用了这些数据。

卫星数据
MG3总部位于英格兰的沃明斯特，是一家海洋地球科学调查公司。 MG3拥有一支能够在近海和沿海地区作业的三艘多用途DP1船队，每艘装备有各种侧向和多波束声纳以及用于地下测量的拖曳式磁力计装置。

“我们广泛开展石油和天然气地球物理勘测，可再生能源风电场选址和电信电缆铺设​​项目，”MG3集团质量健康安全和环境经理Steve Jackson说，他补充说，MG3现在通常将卫星衍生的测深数据进入其项目的多个计划阶段。

该公司在五年前熟悉卫星图像在海洋应用中的用途，当时它与位于英国布里斯托尔的地理空间解决方案公司（当时称为Proteus Geo）的TCarta合作进行了海底测量投标。当时，TCarta正在建立自己作为一种新型近海水深地图数据的提供者，称为卫星衍生地形测量。

“作为业务合作伙伴，我们的公司通力合作，因为我们可以提供将MG3深水水文调查数据与我们沿海卫星衍射测深产品相结合的产品，”TCarta运营总监Richard Flemmings说。

TCarta产品吸引了MG3，因为卫星图像可以在浅海沿岸地区提供准确的海底深度数据，在这些地区，即使在地表以下几米的地方，采集测量船或者拖曳昂贵的设备也是非常危险的。

获得水深
TCarta将这项专利技术商业化，以从卫星图像中提取水深测量结果，现在创建产品。在生产过程中，TCarta处理由DigitalGlobe WorldView卫星在沿海地区拍摄的八波段高分辨率多光谱图像。该处理以大约20米的深度以2米的精度推导海底深度。 TCarta采用严格的质量控制来确保数据的准确性。

Flemmings说：“卫星衍生的过程比空中或船载测深数据收集方法更具成本效益。 “它的成本大约是其他技术的十分之一。”

除了财务上的吸引力之外，由于多种原因，企业在沿海地区开展业务，卫星衍生的海底测深仪立刻受到欢迎。安全是最主要的，因为这项技术要求不要将船只或人员放在动态和危险的近岸环境中。同样重要的是，由于遥感过程不涉及与水或岸的接触，所以消除了对环境的破坏。 Flemmings补充说：“卫星图像没有空域问题。 “DigitalGlobe卫星飞行高度超出空域限制，几乎每天都可以进入地球表面的每个地点。”

计划出价
在加勒比最近的一个典型的海洋调查项目中，MG3在招标阶段首先采用了测深数据。史蒂夫杰克逊和他的团队从TCarta获取卫星衍生海洋测深和相关海域（AOI）海洋底图产品。底图是TCarta创建的一个风格化的海底图像，用于作为海洋GIS背景，主要用于海洋环境。它以90米分辨率显示深度网格和等高线。

在加勒比地区，杰克逊利用90米数据获得AOI深海区段的总体情况。此时，他主要想绘制深水中可能对船只和设备造成危害的任何障碍物。他还注意到进出该地区的最有效的路线。

更接近海岸，项目规划侧重于卫星衍生的测深。杰克逊再次检查了加勒比海浅水区珊瑚礁数据。他利用这些信息来规划测量线路并确定哪些拖曳设备可以部署在AOI的各个部分。各种拖曳传感器具有最有效的水深阈值。

“这是为了商业目的，我们可以尽快为客户完成项目，”杰克逊说。

MG3使用信息 - 航行时间，测量线和设备使用情况 - 为其项目投标标上价格标签。每艘船每天需要花费数万美元才能运行，拖曳设备增加了费用。这意味着确定当地最快的路线和现场最有效的调查线路，可能会缩短项目的时间，从而使英国公司获得更好的工作。

安全第一
然而，准确的投标不是卫星衍射测深的唯一用途。随着杰克逊审查数据的效率，他也敏锐地评估风险。这些数据集具有保真度和准确性，可以揭示海底的障碍物，在规划岸边附近的调查工作时，还必须从安全角度考虑这些障碍物。海底深度和淹没障碍物将决定船舶的可行位置以及拖曳设备的部署位置。

对于在偏远地区进行的每个项目，杰克逊都会使用这些数据绘制从AOI到最近人口中心的最快出口路线，以防船员生病或受伤。有了这些信息，船长总是知道最近的医院在哪里以及如何快速安全地到达那里。

“我们必须考虑将船舶搁浅并搁浅的安全问题......并且关键是我们不会触及设备底部，损坏或丢失，”杰克逊说。 “所有这些信息都计算在一个风险矩阵中，我们计划工作以最安全的方式进行。”

杰克逊承认，一些沿海地区在驾驶其中一艘船舶时显得过于险恶。在这种情况下，他们试图找到另一种方式来获取客户要求的调查数据，其中可能包括将较小的船放在水中。但是这种选择存在自身的风险。

“在投标阶段，我们可以回到客户手中，并在[特定领域]传达近岸作业的风险，”杰克逊说。

“在某些地区，我们建议客户依靠卫星导航测深仪代替船舶。”

在加勒比浅海沿岸，MG3能够在无需事件的情况下在客户要求的整个近海区域进行导航。没有设备丢失，MG3船只成功避开了卫星数据中确定的淹没暗礁。该项目按计划和预算完成。

访问卫星数据
根据杰克逊的说法，TCarta海洋产品的准确性迫使他的团队近几年来为许多项目收购他们。现在，MG3已经发挥作用，使这些产品和产品更容易被更广泛的海洋界最终用户使用。

2016年，TCarta和DHI获得欧洲空间局的资助，以帮助支付开发在线门户的费用，以支持直接销售现成的卫星衍生水深数据以及其他地理空间海洋产品。 ESA资助要求TCarta和DHI将现有客户包括在门户开发中，MG3很乐意担当这一角色，提供对如何打包，格式化和交付在线数据的见解。

在此之前，定制生产的测深产品主要用于政府机构，能源勘探公司，基础设施工程顾问公司以及其他对近岸沿海地区感兴趣的大型组织。随着TCarta为红海和阿拉伯海湾的客户生产产品，它开始建立一个令人印象深刻的高度准确的卫星衍生水深测量的档案，可以作为现成的数据集出售。

Flemmings表示：“我们的目标是通过以每公里为单位在小型瓷砖上销售按需数据集，让我们的海运产品更适合小型企业使用。”

Bathymetrics数据门户于2017年上线，为用户提供通过地图或坐标输入界面搜索数据的可用性，在屏幕上预览海底测深数据，然后通过电子商务模块支付他们需要的感兴趣区域。该产品直接流入客户使用的通用GIS或绘图软件包。

（如发布于2018年4月的海洋技术报告 ）