Wednesday 6 February 2013

Hydrographic Survey...กับ เครื่องมือสำรวจความลึก

หมายเหตุ: บทความทางด้านล่าง เป็นบทความที่ถูกเขียนขึ้นจากความรู้ และประสบการณ์ตรงที่สั่งสมมาจากงานภาคสนามการสำรวจฯทางน้ำ ทั้งในประเทศและต่างประเทศ ซึ่งเนื้อหาความรู้ในเรื่องดังกล่าว เป็นเพียงองค์ความรู้ (ส่วนตัว) ที่ตกผลึกมาจากการอบรม ศึกษา สังเกตุ วิเคราะห์ และทดลอง เท่านั้น

>> ผู้เขียนได้มีโอกาสเข้าร่วมประชุม และสัมนาว่าด้วยเรื่อง 'การสำรวจทางชลศาสตร์' อยู่เนืองๆ ทั้งในประเทศ และที่ประเทศเพื่อนบ้านอย่าง พม่า และ สปป.ลาว...บ่อยครั้งที่ผู้เขียนมักจะได้ยิน และเก็บตกออกมาจากวงประชุม นั่นคือการใช้คำศัพท์ที่ 'ทับซ้อน' กันในการบรรยาย  ทั้งภาคภาษาไทย และภาษาอังกฤษ โดยเฉพาะภาษาไทยของเรา ที่คำเหล่านี้มักจะถูกนำมาผสมปนเปกันจนงง อาทิ การสำรวจทางชลศาสตร์, การสำรวจทางอุทกศาสตร์ และการสำรวจทางสมุทรศาสตร์...และนั่นยังไม่รวมกับภาษาอังกฤษ 2 คำ อย่างคำว่า Hydrographic Survey และ Bathymetric Survey...ซึ่งมักจะถูกนำมาบรรยายผสมกัน แบบคลาดเคลื่อน อาทิ การสำรวจ Bathymetry ด้วยการเก็บตัวอย่างน้ำไปทดสอบ หรือคำว่า 'การออกสนามเก็บตัวอย่างไฮโดร' เป็นต้น (ภาษาเด็กแนว จริงๆ)...และตามมาด้วย ความเข้าใจที่คลาดเคลื่อนของผู้ฟัง ออกจากห้องฯมา ก็ส่งต่อข้อมูล ความรู้ที่ได้ฟังต่อเนื่องกันไป แบบ เออเร่อๆ...เอ๋อๆ (*_* " )
<คลิกที่ภาพ เพื่อขยาย>
ก่อนที่จะเริ่มลงในรายละเอียดว่าด้วยเรื่องเทคโนโลยีการสำรวจทางชลศาสตร์ (บางท่านบัญญัติให้เป็น 'ธาราศาสตร์' ก็มี...ยังแนวได้อีก?)...ผู้เขียนขออนุญาติปูพื้นฐานความเข้าใจในเรื่องการสำรวจทางชลศาสตร์เบื้องต้น แบบเข้าใจง่ายๆ เบสิกๆ ไม่ต้องถึงกับต้องลงลึกในระดับจุลภาคของท้องน้ำ ว่าประกอบไปด้วยอนุภาคอะไรบ้าง...?

การสำรวจทางชลศาสตร์ (Hydrographic Survey) 
>> เป็นคำศัพท์ที่ 'ครอบคลุม' และบรรยายถึงคุณลักษณะวิชาการสำรวจทางน้ำใน 3 สาขาหลักคือ
1. การสำรวจภูมิสัญฐานทางกายภาพ ของท้องน้ำ (พื้นที่ต่ำกว่าระดับผิวน้ำลงไป) ทั้งตำแหน่งและความลึก...*เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า Bathymetric Survey
2. การสำรวจสภาพภาวะของ(มวล)น้ำ อาทิ การเคลื่อนที่ ปริมาตร ทิศทาง อัตราเร็ว พลังงาน ภาวะน้ำขึ้น-น้ำลง คลื่น ตลอดจนการวิเคราะห์ พยากรณ์ คำนวณภาวะการณ์ต่างๆ ที่จะเกิดขึ้นจากข้อมูลการสำรวจฯที่ได้รับ...*บ้านเราเรียกว่า 'อุทกวิทยา หรืออุทกศาสตร์'
3. การสำรวจสภาพทางเคมีกายภาพ และชีววิทยาของ(มวล)น้ำ อาทิ การศึกษาตะกอน แร่ธาตุ อุณหภูมิ ความหนาแน่น การเคลื่อนที่ผ่านของเสียงในน้ำ (*Speed of Sound ซึ่งจะได้กล่าวในลำดับถัดไป) สสารอินทรีย์/อนินทรีย์ ความเป็นกรด-ด่าง ภาวะการนำไฟฟ้า

* การสำรวจทางสมุทรศาสตร์ เป็นศาสตร์ที่รวบรวมเอา ข้อ1-3 เอาไว้ด้วยกัน...แต่จะมุ่งเน้นพื้นที่ๆ เป็นท้องทะเล หรือมหาสมุทร

ย้อนกลับมาที่ 'เทคโนโลยีการสำรวจทางชลศาสตร์' อันเป็นเนื้อหาหลักของบทความนี้ ซึ่งผู้เขียนจะขอกล่าวถึงเฉพาะเนื้อหาจากข้อที่ 1 และ 2 อันเป็นเนื้อหาหลักที่ผู้เขียนเกี่ยวดองหนองยุ่ง อยู่จนถึงทุกวันนี้

Bathymetric Survey 
* คำๆนี้ ยังไม่ถูกบัญญัติเป็นศัพท์ภาษาไทย...อย่าเอ็ดอึงไปล่ะ เงียบๆ เอาไว้...ช่วงนี้พวก 'ราชบัณฑิตยสถาน' ยิ่งว่าง ๆ อยู่ซะด้วยสิ >> วันว่างๆ ของชาวราชบัณฑิต 

>> ท่านได้เคยเอาไม้แหย่/จุ่มลงไปในน้ำ เพื่อดูว่ามันลึกเท่าใหร่ หรือท่านได้เคยเอาหินหนักๆมัดติดกับเชือก แล้วโยนลงไปในน้ำแล้วดึงเชือกขึ้นมาวัดว่ามีความลึกเท่าไหร่...การสำรวจ ตรวจสอบลักษณะเช่นนั้น เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า Bathymetric Survey แบบง่ายๆ ไม่ต้องการความละเอียดมากนัก

ในบ้านเรา ณ ปัจจุบัน มี บ.เอกชน ที่ให้บริการงานสำรวจ Bathymetric Survey แบบ 'เต็มรูปแบบ' (Full Option) อยู่เพียง 3-4 ราย...ด้วยเหตุว่า ราคาค่างวดของเจ้าอุปกรณ์สำรวจใต้น้ำความละเอียดสูงเหล่านี้ 'แพงหูฉี่' จึงทำให้ บ.รับเหมาสำรวจฯ ทั่วไป (ที่มีงบประมาณจำกัด) เลี่ยงที่จะใช้วิธี ดิบๆ เดิมๆ เมื่อโครงการสำรวจนั้น มีพื้นที่ครอบคลุมลงไปในน้ำ นั่นคือ การใช้เชือก+ตุ้มถ่วงน้ำหนัก สำหรับในกรณีน้ำลึก หรือถ้าน้ำตื้นก็ส่งคนถือโพลปริซึมทั้งสั้น-ยาว บุกลุยลงไปตั้งอ่านในน้ำ หรือไม่ก็ใช้เรือลำเล็กๆ นำมาประยุกต์กันหลากหลายไอเดีย หรือการใช้ RTK GPS เดินท่อมๆ เก็บ spot ในน้ำตื้น ก็ไม่ต่างกับการใช้กล้องฯ คือต้องลงไปลุยน้ำ หรือจะต่อโพลแบบนั่งอยู่บนเรือ แล้วแต่ไอเดีย (ผู้เขียนเคยใช้วิธีเหล่านี้มาแล้วอย่างโชกโชน T_T...หัวหน้า ไม่มีตังค์ซื้อของแพง)

>> ยุคนี้ เมื่อกล่าวถึงอุปกรณ์สำรวจความลึก หรืออุปกรณ์สำรวจสภาพภูมิสัญฐานทางกายภาพของท้องน้ำ มักจะอ้างถึงอุปกรณ์สำรวจที่เรียกว่า Echo Sounder (บัณฑิตยสถานเรียกว่า 'เครื่องมือ'หยั่ง' ความลึก ชนิดใช้คลื่นเสียงสะท้อน') ซึ่งได้นำเอาการประยุกต์ความถี่ของคลื่นเสียงมาใช้ในการเคลื่อนที่ผ่านของเหลวหรือน้ำ (เหมือนกับการใช้แสงเลเซอร์ หรืออินฟาเรด เคลื่อนที่ในอากาศสำหรับการวัดระยะทางของกล้องสำรวจฯ)  ไปกระทบกับวัตถุ แล้วสะท้อนกลับมายังตัวรับสัญญาณ (ระบบคลื่นเสียงโซน่าร์)
'คลื่นเสียง' เมื่อถูกส่งออกจากตัวส่ง Transducer เคลื่อนที่ผ่านตัวกลาง คือน้ำ ไปกระทบกับวัตถุ อาทิ ผิวท้องน้ำ โขดหิน ฯลฯ ในแนวดิ่ง คลื่นเสียงจะสะท้อนกลับไปยังตัวรับ...เมื่อเราทราบ 'ค่าอัตราเร็ว' ของคลื่นเสียงเมื่อเคลื่อนที่ในน้ำ (เมตร/วินาที) เราจะสามารถคำนวณหาระยะทาง ระหว่างตัวส่ง ไปยังวัตถุ หรือผิวท้องน้ำ นั่นคือ 'ความลึก'  (เมตร) ได้
* น้ำต่างชนิด ต่างอุณหภูมิ ต่างสถานที่ จะมีค่า 'ค่าอัตราเร็ว' (*Speed of Sound) ของคลื่นเสียงเมื่อเคลื่อนที่ในน้ำ 'ต่างกัน' อาทิ ค่าอัตราเร็วของคลื่นเสียงในแม่น้ำ (น้ำจืด) จะต่างกับ ค่าอัตราเร็วของคลื่นเสียงในน้ำทะเล (น้ำเค็ม) เป็นต้น
อุปกรณ์ Echo Sounder ถูกนำเสนอสู่ตลาดงานสำรวจความลึก หรือสภาพสัณฐานใต้ท้องน้ำ หลากหลายแบรนด์ หลากหลายราคา ซึ่งแปรผันไปตามความละเอียด และความถูกต้องของข้อมูล ผู้จำหน่ายบางราย จำหน่ายพร้อมกับ RTK GPS แบบเป็นเซ็ต ได้ทั้งตำแหน่ง และความลึก หรือ ค่าระดับ
Echo Sounder ถูกแบ่งประเภท ตามลักษณะคลื่นเสียงที่ถูกปล่อยออกมา ออกเป็น 3 ประเภท  คือ ประเภทความถี่เดี่ยว ประเภทความถี่คู่ และประเภทหลายความถี่
1. Echo Sounder (รุ่นหาปลา) ประเภทความถี่เดี่ยว (Single Beam): เริ่มเห็นหนาตา มีใช้กันมากขึ้นใน บ.สำรวจรับเหมาฯบ้านเรา ที่ชอบจับเอารุ่น Fish Finder เอามาติดเข้ากับ RTK GPS ในความละเอียดที่เรียกว่า ค่าดีทางตำแหน่ง แต่ค่าระดับความลึก พอถูไถไปได้แบบ 'ดูดีในน้ำตื้น' แต่ 'หยาบมาก' ในน้ำลึก (คลาดเคลื่อนเป็นเมตร)...สเป็คฯจากโรงงาน ท่านว่ามีความคลาดเคลื่อนเพียง 30 เซนติเมตร ในทุกๆ 100 เมตร ของความลึก หรือคิดเป็น 0.3%  ( 3 ซม. ต่อความลึก 10 เมตร)...ฟังดูเทพจริงๆ
ผู้เขียนเคยทำการตรวจสอบความคลาดเคลื่อน ของข้อมูลที่ได้รับจากเครื่องมือดังกล่าว ในงานสำรวจพื้นผิวใต้ท้องน้ำที่ราบเรียบ ลึกไม่เกิน 30 เมตร...สังเกตุ จุดสำรวจที่อยู่ใกล้ๆ กัน ห่างกันไม่ถึง 5-10 เซนติเมตร แต่พบว่าค่าระดับหลายจุดต่างกันมากเกินสเป็คฯเสียอีก และได้เคยนำข้อมูลสำรวจจากเครื่อง Echo Sounder (รุ่นหาปลา) ไปเปรียบเทียบกับเครื่อง Echo Sounder รุ่นท๊อปอื่นๆ เพื่อหาความคลาดเคลื่อน/ความต่าง ของอุปกรณ์ทั้งสอง ปรากฎว่า...อืม...นั่นล่ะ Echo Sounder (รุ่นหาปลา/Fish Finder) 
Echo Sounder ในกลุ่ม Fish Finder ถูกจัดอยู่ในระดับราคาล่าง ประมาณ 30,000 - 70,000 ราคายังถูกแยกออกไปอีกหลายออปชั่นตามยี่ห้อ ขนาดหน้าจอ สี/ขาวดำ คุณภาพของตัว Transducer ออปชั่นการวิเคราะห์สภาพพื้นผิวใต้ท้องน้ำ อาทิ ก้อนหิน ดิน ทราย พืชพรรณ ฯลฯ
* ข้อมูลที่ได้รับต่อ 1 Ping Record (หรือ 1 ระเบียน *_* " ) คือ 1 จุด = 1 ค่าความลึก หรือถ้ามีการติดตั้งเข้ากับ RTK GPS การวัด 1 Ping Record จะมีค่าพิกัด และค่าระดับ (สามารถตั้งค่าเป็นแบบ แสดงค่าความลึก แทนค่าระดับได้ แต่ในการคำนวณหาค่าระดับจริง จะต้องทราบค่าระดับน้ำ เพื่อนำมาหักลบกับค่าความลึก เพื่อทำให้เป็นค่าระดับ)...และเมื่อนำหลายๆ จุดสำรวจ มาพล๊อตรวมกัน สามารถที่จะสร้างแผนที่เส้นชั้นความสูง เหมือนกับงานสำรวจฯบนบกได้
* Echo Sounder ในกลุ่มนี้ จะไม่มีอุปกรณ์ประกอบร่วม อาทิ เครื่องมือวัดอุณหภูมิ หรือเครื่องมือวัดอัตราเร็วของเสียงในน้ำ...จึงเป็นสาเหตุให้เครื่องมือวัดความลึกในกลุ่มนี้ มีความคลาดเคลื่อนค่อนข้างมาก (ตัวเครื่องฯ ถูกเซ็ตค่าอุณหภูมิ และอัตราเร็วของเสียง ตามค่ามาตรฐาน มาให้แล้วเสร็จสรรพ เอาไปใช้ได้เลยกับทุกสภาพน้ำ ทั้งน้ำจืด น้ำเค็ม...?)
* บาง บ. มีทุนน้อย ไม่มี RTK GPS ใช้ติดกับ Echo Sounder (รุ่นหาปลา)...เลยเอาโพลปริซึมสั้น มาติดที่ตัวส่งคลื่นเสียง (Transducer) ที่ติดอยู่ท้ายเรือ แล้วใช้กล้องโททอลฯ อ่าน ซึ่งความยาวของโพลปริซึม+ความลึก ที่แสดงที่หน้าจอมอนิเตอร์ คือความสูงของโพลทั้งหมด แล้ววิทยุบอกคนกล้องฯให้อ่าน...พอถูไถ ลักไก่ไปได้ (*_* " ) 
* ที่เรียกว่ารุ่นหาปลา ก็เพราะว่า เรือประมงส่วนใหญ่ มักจะนิยมติดตั้งเครื่อง Echo Sounder รุ่่นดังกล่าว
(บางรุ่น แสดงรูปตัวปลา หรือฝูงปลาที่หน้าจอ ด้วยนะเออ)
2. Echo Sounder (สำหรับงานสำรวจฯ) ประเภทความถี่เดี่ยว และความถี่คู่ (Single/Dual Beam): ต้องเจ้าตัวนี้ ถึงจะเรียกว่าเพื่องานสำรวจฯโดยแท้จริง ในระดับความคลาดเคลื่อนเพียง 1 เซนติเมตร เท่านั้น (โอว..แม่เจ้า) สนนราคา ในระดับเฉียดล้านบาท หรือเกินกว่าเล็กน้อย เมื่อเพิ่มอุปกรณ์เสริม อาทิ เครื่องมือวัดอุณหภูมิ หรือเครื่องมือวัดอัตราเร็วของเสียงในน้ำ ฯลฯ 
เหมาะสำหรับงานสำรวจ Bathymetry ที่ต้องการความละเอียดสูง อาทิ งานสำรวจฐานรากตอม่อสะพาน แพล๊ตฟอร์มฐานขุดเจาะน้ำมัน งานสำรวจจัดทำแผนที่สำหรับการก่อสร้างท่าเรือน้ำลึก เป็นต้น (ไม่นิยมใช้ 'รุ่นหาปลา' เพราะจะมีปัญหาเรื่องความละเอียดของงาน) 
* ข้อจำกัดของเครื่องมือประเภทดังกล่าว คือ ข้อมูลที่ได้รับต่อ 1 Ping of Sound คือ 1 จุด/ตำแหน่ง ที่เครื่องมือทำการอ่าน ซึ่งนั่นหมายความว่า ต้องขับเรือสำรวจ วนไป-วนมา อยู่หลายรอบ เพื่อให้ได้ข้อมูลที่ละเอียด (หลายจุด)...และนั่นคือ 'เวลา' ที่เสียไป

3. Echo Sounder (สำหรับงานสำรวจฯ) ประเภทหลายความถี่ (Multi Be
am): ถือเป็นสุดยอดนวัตกรรมเครื่องมือสำรวจความลึก ที่ทำให้มองเห็นภาพลักษณะพื้นผิวใต้น้ำ ได้อย่างละเอียดที่สุด มีหลักการทำงานพื้นฐานเช่นเดียวกับ Echo Sounder ประเภทความถี่เดียว-คู่ แต่เปลี่ยนการวัดความลึกจากการอ่านทีละจุด/ตำแหน่ง ในแนวดิ่งฉาก มาเป็นการส่องกวาด (Scan) ต่อ 1 Ping Record และถึงแม้เครื่องมือดังกล่าวจะทำงานด้วยระบบการส่งกระจายคลื่นเสียงแบบส่องกวาด (ตามขนาดมุมกวาด Swath ของตัว Transducer) ข้อมูลความลึกที่ได้ ยังมีความคลาดเคลื่อนอยู่ในระดับ 1-3 ซม. เท่านั้น 
เนื่องจากเป็นเครื่องมือ ที่ต้องทำงานร่วมกับอุปกรณ์หลายชนิด ทั้งเครื่องมือวัดอุณหภูมิ เครื่องมือวัดอัตราเร็วของเสียงในน้ำ เครื่องมือตรวจจับการเคลื่อนตัวของเรือ Senser ประเภทต่างๆ ฯลฯ จึงทำให้เครื่องมือสำรวจความลึก Multi Beam Echo Sounder มีราคาที่แพงหูฉี่...แม้แต่ยี่ห้อพื้นๆทั่วไป ราคาเฉลี่ยๆ ก็อยู่ในระดับสิบล้านบาท ขึ้นไปทั้งสิ้น
เหมาะสำหรับงานสำรวจ Bathymetry ที่ต้องการความละเอียดสูงสุด อาทิงานวางสายเคเบิ้ลใต้ทะเล งานตรวจสอบโครงสร้างทางวิศวกรรมต่างๆ ที่อยู่ใต้น้ำ และเนื่องจากเป็นเครื่องมือที่ใช้ระบบส่องกวาดในมุมกว้าง จึงทำให้เวลาที่ใช้ในการสำรวจฯ 'สั้น' กว่าการใช้เครื่องมือ Echo Sounder ที่ใช้ความถี่ประเภท Single Beam
*  ข้อมูลที่ได้รับจากเครื่องมือดังกล่าวมีขนาดใหญ่ ในระดับกิกาไบท์ ถึง เทราไบท์ ฉะนั้นจึงต้องใช้เวลาในการ Process ข้อมูลค่อนข้างมาก และเครื่องคอมพิวเตอร์ที่ใช้ในการ Process ข้อมูล...ต้องขั้นเทพ ทีเดียว 


Volumes/Velocity/Discharge Survey
>> ท่านได้ยินคำประกาศจากทางหน่วยงานราชการบ่อยครั้ง (โดยเฉพาะเมื่อช่วงเหตุการณ์น้ำท่วมใหญ่ เมื่อปีแล้ว) ถึงสภาวะมวลน้ำ ที่กำลังเดินทางจาก xxx ถึง xxx จำนวนเท่านั้น เท่านี้ ในหน่วยลูกบาศก์เมตร...มีวิธีการอย่างไรในการคำนวณตัวเลขเหล่านี้?

การที่จะคำนวณค่าต่างๆ เหล่านี้ได้ มีตัวแปรที่เกี่ยวข้องที่ต้องทราบ คือ
1. อัตราเร็วของกระแสน้ำ เมตร/วินาที
2. ปริมาตรมวลน้ำ ลูกบาศก์เมตร/วินาที
3. ขนาดพื้นที่หน้าตัดของลำน้ำ ตารางเมตร
4. ระดับน้ำ เมตร

มีวิธีการสำรวจฯ อยู่หลายประเภทในการให้ได้มาซึ่งค่าตัวแปรต่างๆ ข้างต้น อาทิ การโยนลูกบอลลงไปในลำน้ำ ณ ตำแหน่งสังเกตุการณ์ และทำการจับเวลาการเคลื่อนที่ของลูกบอล จากตำแหน่งสังเกตุการณ์ที่หนึ่ง ไปยังตำแหน่งสังเกตุการณ์ที่สอง ซึ่งจะสามารถคำนวณอัตราเร็วของกระแสน้ำได้ เมื่อทราบเวลาที่ใช้ในการเคลื่อนที่ และระยะทางระหว่างจุดสังเกตุการณ์ทั้งสอง หรือขนาดพื้นที่หน้าตัดของลำน้ำ อาจจะใช้การสำรวจภาคตัดขวางของลำน้ำ (Cross Section Profile) ด้วยวิธีการสำรวจรังวัดทั่วไป
เทคโนโลยีการสำรวจ Volumes/Velocity/Discharge ที่ใช้กันอยู่ในปัจจุบัน นิยมใช้เครื่องมือฯที่เรียกเป็นภาษาอังกฤษว่า Acoustic Doppler Current Profiler หรือ ADCP ซึ่งมีลักษณะการทำงานเช่นเดียวกับเครื่องมือ Echo Sounder นั่นคือการใช้ความถี่ของคลื่นเสียง จากตัวส่ง Transducer ผ่าน(มวล)น้ำ ในลักษณะเป็นแท่งๆ (*การเคลื่อนตัวของเครื่องมือดังกล่าว ต้องเคลื่อนในทิศทางขวางลำน้ำ) ไปจนถึงผิวท้องน้ำ...จากลักษณะการทำงานดังกล่าว จะทำให้สามารถทราบ อัตราเร็วของกระแสน้ำ 'ในช่วงชั้นความลึกต่างๆ' รวมถึง ทิศทางการเคลื่อนที่ ปริมาตร และขนาดรูปร่าง ของพื้นที่หน้าตัดของลำน้ำ
* ราคาค่างวดของเครื่องมือ ADCP อยูในระดับเฉียดล้านบาท หรือเกินกว่านั้นเล็กน้อย
* เครื่องมือ ADCP สามารถใช้เป็นเครื่องมือสำรวจความลึกได้เช่นกัน
* Multi Beam Echo Sounder รุ่นท๊อปๆ มีโมดูลออปชั่น ADCP ติดมาด้วย (+ราคาเข้าไปอีกบาน)

'เพิ่มเติม
>> คำกล่าวหนึ่ง ที่ผู้เขียนมักจะได้ยิน หลายท่าน กล่าว 'ไม่ถูกต้อง' ในวงประชุมบ่อยครั้งนั่นคือ การกล่าวถึงเครื่องมือที่เรียกว่า 'Side Scan Sonar' และเครื่องมือ Multi Beam Echo Sounder คือเครื่องมือตัวเดียวกัน ทำงานเหมือนกัน ได้ผลลัพธ์เหมือนกัน?...เข้าใจกันคลาดเคลื่อนจริงๆ (*_* " )
>> เจ้าเครื่องมือ Side Scan Sonar จัดว่าเป็นเครื่องมือสำรวจความลึก อีกประเภทหนึ่งเช่นกัน มีหลักการทำงานทั่วไป ต่างกันเล็กน้อยกับเครื่องมือ  Multi Beam Echo Sounder แต่จะแตกต่างกัน (อย่างสิ้นเชิง) ในเรื่องข้อมูลที่ได้รับ โดยข้อมูล หรือจุดสำรวจ (แต่ละจุด) ที่ได้จากเครื่องมือ  Multi Beam Echo Sounder นั้น จะถูกบันทึกให้อยู่ในรูปข้อมูลเชิงเวกเตอร์ (มีตำแหน่ง มีรูปทรง มีมิติ) แต่ข้อมูลที่ได้รับจากเครื่องมือ Side Scan Sonar จะถูกบันทึกให้อยู่ในรูปข้อมูลเชิงราสเตอร์ (ภาพ) หรือยกตัวอย่างแบบเข้าใจง่ายๆ เหมือนกับเราเอากล้องถ่ายรูปถ่ายลงไปที่พื้นผิวใต้น้ำ 'เป็นช๊อตๆ ซ้อนทับแบบต่อเนื่องกันไป' 
เมื่อข้อมูลที่ได้จาก Side Scan Sonar รับคือข้อมูลราสเตอร์ หรือข้อมูลภาพ ซึ่งมีตัวแปรที่เข้ามาเกี่ยวข้องคือ 1 กริดพิกเซลของภาพ ซึ่งความละเอียด-หยาบ ของพิกเซลจะแปรผันไปตาม คุณภาพ+ราคาของเครื่องมือฯ 
* ข้อดี เพียงประการเดียว ที่ผู้เขียนยกให้ Side Scan Sonar มีความ 'เหนือกว่า' เครื่องมือ Multi Beam Echo Sounder นั่นคือ การกวาดสแกน และแสดงผล 'วัตถุใต้น้ำ' ได้ดีกว่า โดยแสดงผลออกมาเป็นภาพให้เห็นชัดเจนว่า อะไรเป็นอะไร นอนแน่นิ่งอยู่ใต้ท้องน้ำ? (ไม่ใช่ข้อมูลแบบจุด หลายๆจุด ที่ได้จากการกวาดสแกนด้วย MBES) ฉะนั้น เครื่องมือดังกล่าว จึงถูกนำมาใช้สำรวจ 'ค้นหา' วัตถุใต้น้ำทั้งหลาย อาทิ เรืออัปปาง ซากเครื่องบินตกในทะเล หรือซากเรือโบราณบรรทุกขุมทรัพย์? ฯลฯ

* ข้อจำกัด 3 ประการ ที่ผู้เขียนคิดว่าเป็นด้อยของเครื่องมือ Side Scan Sonar  คือ
1. ข้อจำกัดของมุม Nadir: มุมดิ่งฉาก ใต้ตัวเครื่องฯ คือมุมอับ (มองไม่เห็น) ของการสแกน ฉะนั้น ต้องทำการสแกนซ้อนทับซ้ำจาก มุมอื่นๆ

2. ต้องลากไป: ใช้เรือต่อกับสายลาก เครื่องมือ Side Scan Sonar...เผลอทำสายขาด หลุด หาย ก็งานเข้า (หลายล้านบาท)

3. ความคลาดเคลื่อนทางตำแหน่ง พิกัดของข้อมูล: การระบุตำแหน่งพิกัดของเครื่องมือชนิดนี้ ใช้วิธีการติดตั้งเครื่องรับสัญญาณ GPS ที่ตัวเรือลาก และโดยหลักการที่ว่า เมื่อทราบ 'ความยาว' ของวัสดุที่ใช้ลากจูง จะสามารถคำนวณค่าพิกัดไปที่ตัวเครื่องมือได้...(คำถามมาทันที)...เมื่อต้องลากไป (+ส่ายไปมาอยู่ใต้น้ำ อยู่ท้ายเรือ)...ความคลาดเคลื่อนทางตำแหน่ง คงจะหลายเมตรทีเดียว
* Multi Beam Echo Sounder รุ่นท๊อปๆ มีโมดูลออปชั่น Side Scan Sonar ติดมาด้วย (+ราคาเข้าไปอีกบาน)
* เครื่องมือที่ถูกใช้ในการสำรวจความลึก และชั้นผิวต่างๆที่ลึกลงไปต่ำกว่าระดับผิวท้องน้ำ อีกหนึ่งประเภทคือ Seismic Profiling ซึ่งใช้การระบบการสั่นสะเทือน แทนการใช้คลื่นเสียง ซึ่งไม่ขอลงในรายละเอียด

บทส่งท้าย: จากที่ได้กล่าวไว้ข้างต้น ว่าการบริการงาน Hydrographic Survey แบบเต็มรูปแบบ (Full options) ในภาคเอกชนบ้านเรา ยังมีจำนวนน้อยราย ซึ่งหน่วยงานของผู้เขียนก็เป็นหนึ่ง ในจำนวนน้อยรายนั้น...หน่วยงาน ทั้งภาครัฐ และเอกชน ที่มีความสนใจ ในงานบริการดังกล่าวข้างต้น (Full options) สามารถติดต่อสอบถามได้ครับ อ้างอิงบทความ >> Geospatial Services: บริการงานสำรวจทางชลศาสตร์ (Hydrographic Survey)

Author supported to Thai Topo and Land Surveyors United

2 comments:

  1. สุดยอดเลยพี่ เขียนโดนใจผมเต็มๆ เรื่องที่ถือโพล เดินลงไปในน้ำ ใช้กล้องโททอลอ่านเอาเลย ถ้าน้ำลึกก็ลำบาก

    เนื้อหาดีมากครับ แต่ที่ทำงานผมคงจะไม่ซื้อ เพราะมันแพงกว่าราคากล้องไลก้าเทพๆซะอีก

    ReplyDelete
  2. หน้างานบางสถานการณ์ ผมก็ถือโพลปริซึมลงไปลุยเอง เหมือนกันครับ ^_^

    ReplyDelete