MG3 e Batimetria Derivada por Satélite

A progressão das imagens de satélite Landsat, para uma superfície de batimetria derivada de satélite, para um bENC (Gráfico de Navegação Eletrônica batimétrico). A localização é Golfo de Guanahacabibes, Cuba. (Crédito: Aaron Sager)

Com sede na Inglaterra, a MG3 é uma empresa de pesquisa de geociências marinhas. A MG3 mantém uma frota de três navios DP1 multifuncionais capazes de operar nas áreas offshore e costeira, cada qual equipada com uma variedade de sonares laterais e com vários feixes, bem como dispositivos magnetômetros rebocados para levantamentos em subsuperfície. (Cortesia: MG3)

O pacote GIS de 30 milhões da TCarta no norte da Europa, ao longo do Canal da Mancha. (Crédito: Aaron Sager)

Basemap marinho da TCarta em todo o Reino Unido (Crédito: Aaron Sager)

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A operação de embarcações de pesquisa marinha em ambientes costeiros de águas rasas é um esforço perigoso. Uma obstrução de subsuperfície pode rasgar um sonar de múltiplos feixes de seu cabo de reboque, resultando na perda do dispendioso dispositivo e potencial atraso na expedição. O equipamento perdido, no entanto, é um pequeno inconveniente comparado à possibilidade igualmente real de o navio encalhar em águas mal cartografadas, colocando em risco a segurança de sua tripulação e incorrendo em prejuízos de milhões de dólares.

Por esse motivo, os operadores de navios de pesquisa investem tempo e dinheiro consideráveis ​​para minimizar o risco envolvido em cada viagem. Eles estão sempre à procura de novas tecnologias para aumentar a segurança de seus funcionários e equipamentos e, ao mesmo tempo, melhorar os resultados de seus projetos. Com esse objetivo em mente, a MG3 Survey UK Limited se voltou para os satélites de observação da Terra, voando centenas de quilômetros acima, para ter uma idéia melhor dos obstáculos sob as ondas nas zonas costeiras mais perigosas.

Um dos navios da MG3 retornou recentemente de completar uma pesquisa no Caribe, onde a equipe de planejamento contou com vários produtos de batimetria, incluindo dados derivados de satélite, para realizar um mapeamento de área dos inúmeros recifes de coral irregulares na área. Este trabalho foi feito muito antes do navio embarcar em sua viagem. Na verdade, a MG3 empregou os dados antes mesmo de apresentar uma proposta sobre o projeto.

Dados de satélite
Com sede em Warminster, Inglaterra, a MG3 é uma empresa de pesquisa de geociências marinhas. A MG3 mantém uma frota de três navios DP1 multifuncionais capazes de operar nas áreas offshore e costeira, cada qual equipada com uma variedade de sonares laterais e com vários feixes, bem como dispositivos magnetômetros rebocados para levantamentos em subsuperfície.

"Nós trabalhamos extensivamente em levantamentos geofísicos para petróleo e gás, instalações eólicas em energia renovável e projetos de instalação de cabos para telecomunicações", disse Steve Jackson, Gerente de Segurança e Meio Ambiente da MG3 Group Quality, acrescentando que a MG3 agora incorpora rotineiramente dados batimétricos derivados de satélite em várias fases de planejamento de seus projetos.

A empresa se familiarizou com os usos de imagens de satélite para aplicações marítimas há cerca de cinco anos, quando se uniu a lances batimétricos com a TCarta, uma empresa de soluções geoespaciais (então chamada Proteus Geo) com sede em Bristol, no Reino Unido. Na época, a TCarta estava se estabelecendo como fornecedora de um novo tipo de dados de mapa de profundidade de água próximos à costa chamado batimetria derivada de satélite.

“Como parceiros de negócios, nossas empresas trabalharam de forma colaborativa porque pudemos fornecer uma oferta que combinou os dados da pesquisa hidrográfica em águas profundas MG3 com nosso produto de batimetria derivado de satélites costeiros”, disse Richard Flemmings, Diretor de Operações da TCarta.

O produto TCarta apelou para a MG3 porque as imagens de satélite poderiam fornecer dados precisos sobre profundidade do fundo do mar nas áreas costeiras rasas, onde muitas vezes é muito arriscado tomar embarcações de levantamento ou rebocar equipamentos dispendiosos mesmo a poucos metros abaixo da superfície.

Derivando a profundidade da água
A TCarta comercializou a técnica proprietária para extrair medições de profundidade de água de imagens de satélite e agora cria os produtos. Durante a produção, a TCarta processa imagens multiespectrais de alta resolução de oito bandas capturadas pelos satélites DigitalGlobe WorldView sobre as zonas costeiras. O processamento deriva profundidades do fundo do mar com uma precisão de dois metros para uma profundidade de cerca de 20 metros. A TCarta aplica rigoroso controle de qualidade para garantir a precisão dos dados.

“O processo derivado de satélite é mais econômico do que os métodos de coleta batimétrica de dados transportados pelo ar ou por navios”, disse Flemmings. "Custa cerca de um décimo do de outras técnicas."

Além de sua atratividade financeira, a batimetria derivada de satélite tornou-se instantaneamente popular por várias razões com empresas que operam na zona costeira. A segurança é a principal, pois a técnica exige não colocar barcos ou pessoal no ambiente dinâmico e perigoso perto da costa. Tão importante quanto isso, os danos ao meio ambiente são eliminados, pois o processo de sensoriamento remoto não envolve contato com a água ou a terra. "Não há preocupações de espaço aéreo com imagens de satélite", acrescentou Flemmings. “Os satélites DigitalGlobe voam bem acima das restrições do espaço aéreo, com acesso quase diário a todos os pontos da superfície da Terra.”

Planejando um lance
Em um projeto de levantamento marinho típico como o recente no Caribe, a MG3 emprega os dados batimétricos pela primeira vez durante a fase de concurso. Steve Jackson e sua equipe obtêm uma batimetria derivada de satélite e um produto complementar do Marine Basemap para a área de interesse (AOI) da TCarta. O Basemap é uma imagem batimétrica estilizada criada pela TCarta para uso como pano de fundo GIS marinho, principalmente em ambientes offshore. Ele mostra linhas de profundidade e linhas de contorno com resolução de 90m.

No Caribe, Jackson usou os dados de 90 milhões para obter uma visão geral dos segmentos offshore da AOI. Neste momento, ele estava principalmente interessado em mapear quaisquer obstruções na água profunda que pudessem representar um risco para a embarcação e o equipamento. Ele também observou as rotas mais eficientes dentro e fora da área.

Mais perto da costa, o planejamento do projeto se concentrou na batimetria derivada do satélite. Novamente, Jackson examinou os dados para a presença de recifes nas águas rasas do Caribe. Ele usou essas informações para planejar linhas de pesquisa e determinar qual equipamento rebocado poderia ser implantado em várias partes da AOI. Os vários sensores rebocados possuem limites de profundidade de água nos quais são mais eficientes.

"Isso é para fins comerciais, onde podemos concluir o projeto o mais rápido possível para o cliente", disse Jackson.

A MG3 utilizou as informações - tempo de viagem, linhas de pesquisa e uso de equipamentos - para colocar um preço na proposta do projeto. Cada navio custa dezenas de milhares de dólares por dia para operar, com dispositivos rebocados aumentando a despesa. Isso significa determinar a rota mais rápida e as linhas de pesquisa mais eficientes no local, tempo potencialmente depilado do projeto, o que colocou a empresa britânica em uma posição melhor para conquistar o emprego.

Segurança primeiro
Uma oferta de proposta precisa, no entanto, não é o único uso para a batimetria derivada de satélite. Como Jackson examina os dados para a eficiência, ele também está avaliando o risco com muita perspicácia. Os conjuntos de dados têm a fidelidade e precisão para revelar obstruções no fundo do mar que também devem ser consideradas a partir de uma perspectiva de segurança ao planejar cada segmento do trabalho de pesquisa perto da costa. A profundidade do fundo do mar e as obstruções submersas ditarão para onde o navio pode ir e onde o equipamento rebocado pode ser implantado.

Para cada projeto realizado em um local remoto, Jackson usa os dados para traçar as rotas de saída mais rápidas da AOI para o centro populacional mais próximo, no caso de um membro da tripulação ficar doente ou ferido. Com essas informações, o comandante da embarcação sempre sabe onde o hospital mais próximo está localizado e como chegar rápido e seguro.

"Temos que levar em conta as questões de segurança de aterrar o navio e ficar encalhado ... e é crucial não atingirmos o fundo com nosso equipamento e danificar ou perder", disse Jackson. “Toda essa informação é calculada em uma matriz de risco, onde planejamos o trabalho para conduzi-lo da maneira mais segura possível”.

Jackson reconheceu que algumas áreas costeiras são simplesmente muito traiçoeiras para navegar em uma de suas embarcações. Nesses casos, eles tentam encontrar uma maneira alternativa de capturar os dados da pesquisa solicitados pelo cliente, o que pode incluir colocar um barco menor na água. Mas essa opção apresenta seus próprios riscos.

"Durante a fase de licitação, podemos voltar para o cliente e transmitir o risco de operações próximas da costa [em áreas específicas]", disse Jackson.

“Em algumas áreas, sugerimos que o cliente confie na Batimetria Derivada do Satélite em vez do navio.”

Nas águas costeiras rasas do Caribe, a MG3 conseguiu navegar por toda a área próxima da costa solicitada pelo cliente sem incidentes. Nenhum equipamento foi perdido e o navio MG3 evitou com sucesso os recifes submersos identificados nos dados de satélite. O projeto foi concluído no prazo e no orçamento.

Acessando os dados do satélite
De acordo com Jackson, a precisão dos produtos marinhos da TCarta obrigou sua equipe a adquiri-los para inúmeros projetos nos últimos anos. E agora a MG3 tem desempenhado um papel em tornar esses produtos e produtos mais facilmente acessíveis a um grupo maior de usuários finais na comunidade marinha.

Em 2016, a TCarta e a DHI receberam uma doação da Agência Espacial Européia para ajudar a pagar pelo desenvolvimento de um portal on-line para apoiar as vendas diretas dos dados de batimetria derivada de satélite disponíveis no mercado, juntamente com outros produtos marinhos geoespaciais. O subsídio da ESA exigiu que a TCarta e a DHI incluíssem clientes existentes no desenvolvimento do portal, e a MG3 serviu de bom grado a essa função, oferecendo seus insights sobre como os dados on-line devem ser empacotados, formatados e entregues.

Até então, os produtos de batimetria produzidos sob encomenda eram usados ​​principalmente por agências governamentais, empresas de exploração de energia, consultorias de engenharia de infraestrutura e outras grandes organizações com interesse em áreas costeiras próximas à costa. Como a TCarta gerou produtos para os clientes que operam no Mar Vermelho e no Golfo Pérsico, ela começou a construir um impressionante arquivo de batimetria derivada de satélites altamente precisa que poderia ser vendida como conjuntos de dados disponíveis no mercado.

“Estamos empenhados em tornar nossos produtos marítimos disponíveis de forma mais acessível para organizações menores, vendendo conjuntos de dados sob demanda em pequenos ladrilhos por quilômetro”, disse Flemmings.

O portal de dados Bathymetrics foi lançado em 2017 oferecendo aos usuários a capacidade de procurar disponibilidade de dados por meio de um mapa ou interface de entrada coordenada, visualizar os dados batimétricos na tela e pagar apenas pela área de interesse necessária por meio de um módulo de comércio eletrônico . O produto transmite diretamente para um pacote de software de mapeamento ou GIS comum usado pelo cliente.

(Conforme publicado na edição de abril de 2018 da Marine Technology Reporter )