수심에 기반한 멀티빔 음향 측심 필터와 격자 대표값 선정 알고리즘

초록

멀티 빔 음향 측심기(Multi Beam Echo Sounder)는 기존의 단 빔 음향측심기(Single Beam Echo Sounder)와 달리 탐사선 진행방향(Acrosstrack)의 수직으로 해저면을 주사하여, 한 번의 송수신(ping)으로 다중의 근접 빔 자료 - 수심, 후방산란된 음압(Backscattered Amplitude), 사이드 스캔 소나(Side Scan Sonar) 자료 - 를 취득하는 장비이다. 멀티 빔 음향 측심기를 이용한 해저면 탐사의 경우, 수심이 변함에 따라 주사폭(Swath angle)이 변화하고, 각 빔의 수평 해상도(footprint)는 수심과 더불어 빔의 폭(Beam width)에 의하여 동적으로 변화한다. 멀티 빔 음향 측심기는 해저면을 전역탐사 할 수 있을 뿐만 아니라, 연속된 음향 탐사를 통하여 이웃한 핑 사이에 발생하는 전방중첩영역(Endlap)과 이웃 측선(Trackline)을 따라 겹쳐지는 측방중첩영역(Sidelap)의 자료들을 이용하여 멀티 빔 자료들의 전반적인 정확도 및 신뢰도를 평가할 수 있다. 본 논문에서는 L3사의 SeaBeam2100 멀티 빔 음향 측심기를 대상으로, SeaBeam2100의 측심 원리와 해저 지형에 대한 일반적 이해를 통하여 획득된 측심 자료의 통계적 특성을 파악하고, 오측심된 수심 자료를 제거하는 방법을 제안하며, 측심 구간의 대표 격자 크기를 결정하는 기준을 제시한다. 또한, 항공원격탐사에서 고도 추정시 사용되고 있는, 평균보간법, 가중평균 보간법과, 본 논문에서 제안하는 격자 대표값 선정 알고리즘의 결과를 비교하여 제안하는 알고리즘의 타당성을 입증한다.