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Sideimaging Daten fürs Mapping?

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Schakka:
Ich brauche auch immer eine Zeichnung zum Denken :-) darum habe ich mal eine Skizze gemacht und angehängt.

Zur Erklärung das Dreieck in der Mitte ist das Boot, oberhalb sind die stilisierten Echos. Dargestellt sind zwei Überlegungen:

1. Fall rechts auf der Skizze: Das Boot fährt in der Mitte eines halbrunden Kanals. Da die Wände überall gleich weit entfernt sind bekommen wir genau ein einziges Echo zurück.
2. Fall links auf der Skizze: Wir haben ein unterspültes Ufer und wir bekommen gleichzeitig ein Echo vom Gewässergrund und der Uferkante. Da der Winkel nicht erfasst wir überlagern sich ab diesem Punkt die Echos vom Grund und der Uferkante -> Die Darstellung verschwimmt.

Im beigefügten SI Bild hängt ein Ast von oben ins Wasser. Es ist aber aus den oben beschriebenen Gründen nicht zu erkennen.

Luke:
Nach meinem Verständnis wird ein Ping ausgestrahlt, aber es kommen immer viele Echos zurück.
Also auch beim halbrunden Kanal vermute ich werden mehrere Echos zurück kommen.

Aber ich bin mir da mit der echten physikalischen Ausprägung der verwendeten Technik nicht sicher !
Beim ersten, hypothetischen Fall vermutlich alle mit gleicher Intensität aber mehrfach,
das Echo wird ja in unterschiedliche Richtungen abgelenkt, damit erreichen die Randwellen den Empfänger später als das erste Echo direkt aus der Mitte, oder ?

Beim zweiten Fall oder auch generell müsste man wissen wie genau die Software das Bild erzeugt.

Ein im Wasser hängender Ast, der in den Sendebereich hinein ragt müsste am Gewässergund/Ufer einen Schatten werfen.
Es müsste also schwarze Bereiche/Schatten geben.

Bist du sicher das er in den Bereich ragt ?
Je nachdem wie weit das Ufer weg ist, wie tief der Geber im Wasser sitzt,
kann es sein das er vielleicht generell nicht erreicht wird (nicht im erfassten Bereich liegt) ?

Kennt sich da keiner besser aus ?  :-)

Wolfgang:

--- Zitat von: Schakka am 16 Januar 2014, 22:28:14 ---Ich brauche auch immer eine Zeichnung zum Denken :-) darum habe ich mal eine Skizze gemacht und angehängt.

Zur Erklärung das Dreieck in der Mitte ist das Boot, oberhalb sind die stilisierten Echos. Dargestellt sind zwei Überlegungen:

1. Fall rechts auf der Skizze: Das Boot fährt in der Mitte eines halbrunden Kanals. Da die Wände überall gleich weit entfernt sind bekommen wir genau ein einziges Echo zurück.
2. Fall links auf der Skizze: Wir haben ein unterspültes Ufer und wir bekommen gleichzeitig ein Echo vom Gewässergrund und der Uferkante. Da der Winkel nicht erfasst wir überlagern sich ab diesem Punkt die Echos vom Grund und der Uferkante -> Die Darstellung verschwimmt.

Im beigefügten SI Bild hängt ein Ast von oben ins Wasser. Es ist aber aus den oben beschriebenen Gründen nicht zu erkennen.


--- Ende Zitat ---

Schönes schlechtes Beispiel. Das Echo wird wie ein Lichtstrahl reflektiert. Einfallswinkel <-> Ausfallwinkel. Wenn der Fall Eintritt das du mit einem Schwinger in der Achse einer "Pipeline" fährst wird das Echolot gar keine Daten auswerten weil die Schallwellen sich gegenseitig auslöschen und das Echolot die Messung verwirft.

Die Tiefe wird nicht wie mit einem Ball gemessen der vor eine Wand geworfen wird damit man aus der Zeit vom Abwurf bis zum Zeitpunkt des "Einschlags auf dem Nasenbein" die Entfernung berechnen kann. Vielmehr wird ein grob gerichteter "Ping" in Richtung des Boden gesendet.  Der Boden reflektiert ein Signal das geht zur Wasseroberfläche und wird dort wieder reflektiert ---- das geht ein paar mal. Bei jeder Refklektion wird das Bodensignal schwächer. Mit Hilfe dieser sich wiederholenden Bodenechos das im Echolot registriert wird kann die Software im  Echolot die Tiefe sehr gut erkennen bzw. ausfiltern. Das Bodenecho bleibt in der Regel das stärkste Signal.

Für einen Scanner kannst du einen Stein ins Wasser fallen lassen. Es Kommen ganz viele Reflektionen die auf die Empfangsfläche einprasseln die dieser zu einem Bild zusammenbaut.

Am besten kann man das mit einem Regenschirm vergleichen. Wenn man darunter steht kann man hören wo die Regentropfen auftreffen. Ein Scanner kann jetzt nicht erkennen wie weit der einzelne Tropfen gefallen ist (Tiefe) sondern er hört nur die Lautstärke. Aus der Lautstärke wird ein Kontrastwert ermittelt. Aus der Laufzeit wird bestimmt ob weiter oder näher. Aus diesen Zutaten "Auftreffpunkt", "Laufzeit" und "Kontrast" wird das Scannerbild erstellt.

Damit zum Ast an der Wasseroberfläche, das ist ein Echo der Wasseroberfläche. Der Ast hat ein stärkeres Echo wie die Wasseroberfläche. Die Wasseroberfläche wird dadurch erkannt das deren Echo zur Halbzeit der Bodenecho reflektionen  eintrifft.

... ich hoffe ich habe das Prinzip vereinfacht genug erklärt.

Luke:
Ach herrje, das hatte ich mir im Prinzip einfacher vorgestellt.

Danke für die Erläuterung  :freude:

Schakka:
Hallo Wolfgang,
bei der Reflexion des Schalls stimme ich dir zu aber beim Thema auslöschen hast du glaube ich einen Denkfehler. Wie du richtig beschrieben hast erzeugt der Schwinger einen Ping. Im Fall vom SI mit 800kHz und so ca. 2 Mikrosekunden. wenn das Signal reflektiert wird kann es zwar lokal zu Hebungen und Auslöschungen kommen aber nur im Bereich wo sich die Signale überlagern. Um den von dir beschriebenen Effekt zu erzeugen müsste der Geber kontinuierlich weitersenden und der Abstand exakt einer vielfachen einer halben Wellenlänge entsprechen. Beides ist in der Realität nicht gegeben.
Auch das auswerten der Mehrfachreflexion halte ich beim Sideimaging eher für unwahrscheinlich weit eben das von dir beschriebene Reflexionsgesetz auch für die Wasseroberfläche gilt. Da die Signale Seitlich abgestrahlt werden und somit auch von der Seite zurückkommen werden diese nicht wieder in die selbe Richtung abgelenkt sondern in die gegenüberliegende. Und von dort dann wieder zurück? Ich glaube nicht das es einen Algorithmus gibt der so was auswertet.
Fazit: Das Echolot wertet die Signalantwort nach Zeit (Abstand) und Stärke (Kontrast) aus. Bei gleicher Lauflänge ist es somit nicht möglich zu unterscheiden von wo das Signal kommt und somit auch nicht ob dein Objekt sich am Grund befindet oder von oben ins Wasser ragt.
Um es mit dem Regenschirm zu beschreiben: Du hast nur ein Ohr und die Bespannung des Regenschirms ist von diesem Ohr genau gleich weit weg, dann hast du keine Chance zu hören wo ein Tropfen hinfällt.
Gruß Schakka

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