在有植被的情况下，水深观测的误差是什么?

Question

当我们对水下植被进行测量时，如何确定与测深测量相关的误差?假设我们在波西多尼亚的一片海域上使用单波束回声测深仪，预期误差是什么?我们如何确定它们?

Answer 1

正如评论中提到的，这实际上是一个比最初看起来要复杂得多的问题。要完全回答这个问题，就需要对单波束测量的固有误差及其原因(水流速度、边坡反射、高透射性富碳氢化合物的人类世淤泥，以及其他诸如此类的复杂问题)进行非常复杂和技术性的讨论。我将跳过这些话题——谢天谢地，我认为——只关注OP的问题，Posidonia海草可能会给假设的单光束调查带来什么错误。因此，这可能只是一个部分的答案。

假设你使用的是单光束仪器，脉冲角度很窄，比如3º。(你的船不应该滚动太窄的光束，但它将提供更高的分辨率)。你在平坦海床上勘测波西多尼亚的一个聚居地。Posidonia叶子的密度与水柱的密度相当相似。根据你正在测量的声音频率，你可能会得到与在“裸露的地面”区域测量略有不同的形状的ping。至少在理论上，这是由于水柱和Posidonia叶片之间的密度略有变化，导致声波在到达根垫和沉积物顶部之前发生少量的反射和折射。只是为了想象，我在下面包含了概念性的“裸地”模型。

纵波和横波在阻抗变化边界上的行为。图片转载自Dragoset, B。,反思的历史反思，《前沿》，2005，第24期，p. S46-S71第1栏。

一个好的单波束采集程序将允许你选择底部跟踪的方法。这些方法通常与第一个返回值无关，而是与第一个返回值中距离最后一个已知底部位置有一定距离的“最强”部分相关。这使得误差最小化，例如，鱼在光束路径上游动(见下图)，以及软植被较弱的首次返回。

在单光束测量中看到的水柱中的鱼。红色带表示最强的回波振幅。收购计划可能会将底部划分为红色波段的顶部或附近。图片转载自新罕布什尔大学持续教育网站。

因此，如果我们假设采集程序的底部跟踪能力是可以接受的，Posidonia的叶子引入的误差将是微乎其微的，因为叶子没有表现出很大的阻抗变化，因此不会反射太多的波束。你需要决定是否要将水柱的“底部”归类为Posidonia的根垫，在一个大的群体中可能有几英寸厚，或者下面沉积物的顶部。这就是你的不确定性所在。我不知道的是，如果没有一些相当临床的测试，可能很难弄清楚，根垫是否提供了足够强的第一次返回来触发底部跟踪。我怀疑它会，但在没有对照测试调查的情况下，我不能有信心地说。我想这些公司奥多姆和康斯贝格经常这样做，也许能给你一个更具体的答案。

托比还正确地指出，较低的频率不会像较高的频率那样受到植被的影响。如果你打算在波西多尼亚(posidonia)或任何海底植物高度集中的地区进行测深调查，你会考虑使用一种能够进行低频调查的设备……以降低你的决心为代价。