So sánh Multibeam 3D và đo sâu thông thường, giống và khác nhau như thế nào?

Multibeam 3D là công nghệ đo sâu đa tia hiện đại giúp thu thập dữ liệu đáy sông, hồ và biển với mật độ cao, khả năng mô phỏng địa hình trực quan và độ chi tiết vượt trội. Tuy cùng phục vụ mục đích khảo sát độ sâu và địa hình đáy, nhưng mỗi giải pháp lại khác nhau về chất lượng dữ liệu, tốc độ khảo sát và chi phí đầu tư…

Multibeam 3D là gì?

Multibeam 3D là công nghệ sonar hiện đại, được dùng để quét và tạo mô hình 3D của đáy biển và các vật thể dưới nước với độ phân giải rất cao.

Dữ liệu thu thập được từ hệ thống Multibeam 3D.

Khác với hệ thống đo sâu đa tia truyền thống chỉ cung cấp một mặt cắt độ sâu theo dải quét, Multibeam 3D có khả năng thu thập thông tin không gian ba chiều (3D volumetric data) của môi trường nước và đáy biển. Cụ thể, công nghệ này có thể tạo ra hình ảnh 3D chi tiết của: Địa hình đáy biển, vật thể dưới nước, kết cấu công trình biển hay cột nước (water column)…

Multibeam 3D và đo sâu thông thường có điểm gì tương đồng?

Mặc dù Multibeam 3D là công nghệ khảo sát thủy đạc hiện đại với khả năng thu nhận dữ liệu mật độ cao và tái tạo địa hình đáy dưới dạng 3D, nhưng về nguyên lý hoạt động cơ bản, hệ thống này vẫn kế thừa nền tảng của công nghệ đo sâu hồi âm truyền thống (Echo Sounding). Hai phương pháp có nhiều đặc điểm kỹ thuật tương đồng trong quá trình thu nhận và xử lý dữ liệu.

– Cùng sử dụng nguyên lý sonar thủy âm

Cả Multibeam 3D và hệ thống đo sâu thông thường đều hoạt động dựa trên nguyên lý phát – thu sóng âm dưới nước. Hệ thống sẽ: Phát xung âm xuống đáy thủy vực --> Thu tín hiệu phản hồi từ đáy --> Tính toán khoảng cách dựa trên thời gian truyền sóng. Từ đó xác định độ sâu tại vị trí khảo sát. Đây là nguyên lý cốt lõi của các công nghệ khảo sát độ sâu hiện nay.

– Đều phụ thuộc vào tốc độ truyền âm trong nước

Độ chính xác của dữ liệu đo sâu ở cả hai phương pháp đều chịu ảnh hưởng trực tiếp bởi tốc độ âm truyền trong môi trường nước. Tốc độ này thay đổi theo các yếu tố như: Nhiệt độ nước, độ mặn, áp suất hoặc độ sâu.

Do đó, trong quá trình khảo sát cần thực hiện đo Sound Velocity Profile (SVP) để hiệu chỉnh dữ liệu và đảm bảo độ chính xác của kết quả độ sâu.

– Đều yêu cầu hệ thống định vị và cảm biến chuyển động

Để đồng bộ chính xác giữa dữ liệu độ sâu và vị trí không gian, cả hai hệ thống đều cần tích hợp các thiết bị hỗ trợ định vị và dẫn hướng như: GNSS/GPS định vị vệ tinh, Motion Sensor hay Gyro Compass. Các thiết bị này giúp xác định chính xác vị trí, hướng di chuyển và trạng thái chuyển động của phương tiện khảo sát trong thời gian thực.

– Đều chịu ảnh hưởng bởi chuyển động của tàu khảo sát

Trong quá trình thu nhận dữ liệu, chuyển động của tàu khảo sát có thể làm sai lệch kết quả đo sâu. Các thành phần chuyển động ảnh hưởng trực tiếp gồm: Roll (lắc ngang), Pitch (lắc dọc) và Heave (dao động lên xuống).

Vì vậy, cả Multibeam 3D và đo sâu thông thường đều cần hệ thống Motion Sensor (cảm biến chuyển động) để bù sai số và ổn định dữ liệu đo.

Cả Multibeam 3D và đo sâu truyền thống đều hoạt động dựa trên nền tảng của đo sâu hồi âm truyền thống. Cả hai phương pháp đều sử dụng sóng âm để xác định độ sâu, phụ thuộc vào tốc độ truyền âm trong nước, yêu cầu hệ thống định vị – Motion Sensor và đều chịu ảnh hưởng bởi dao động của tàu khảo sát trong quá trình đo đạc.

Tìm hiểu chi tiết hơn về: Vì sao phải sử dụng Motion Sensor trong đo sâu đa tia?

Multibeam 3D khác gì so với đo sâu thông thường?

Mặc dù cùng dựa trên nguyên lý đo sâu hồi âm, Multibeam 3D sở hữu khả năng thu nhận và xử lý dữ liệu vượt trội hơn đáng kể so với các hệ thống đo sâu thông thường. Công nghệ này không chỉ cung cấp thông tin độ sâu, mà còn cho phép tái tạo địa hình đáy dưới nước dưới dạng mô hình không gian 3D với độ chi tiết cao.

– Bảng so sánh chi tiết về sự khác nhau giữa Multibeam 3D và đo sâu thông thường

So sánh dữ liệu giữa Multibeam thông thường (hình trên) và Multibeam 3D (hình dưới).

– Hai ưu thế nổi bật của Multibeam 3D so với đo sâu truyền thống

Thứ nhất, khả năng quan sát và phân tích cột nước.

Không giống các hệ thống đo sâu truyền thống chỉ tập trung thu nhận dữ liệu đáy, Multibeam 3D còn có khả năng ghi nhận và phân tích tín hiệu trong toàn bộ cột nước. Công nghệ này cho phép phát hiện các hiện tượng và đối tượng như:

• Bong bóng khí.
• Lớp trầm tích lơ lửng.
• Dòng chảy trong nước.
• Vật thể nổi hoặc lơ lửng dưới nước.

Nhờ đó, Multibeam 3D hỗ trợ hiệu quả cho các ứng dụng khảo sát môi trường biển, kiểm tra hiện tượng rò rỉ khí, nghiên cứu thủy động lực học và giám sát dưới nước — những khả năng mà hệ thống đo sâu truyền thống khó đáp ứng.

Thứ hai, khả năng phát hiện vật thể kích thước nhỏ với độ chính xác cao.

Với mật độ điểm đo lớn và độ phân giải cao, Multibeam 3D có khả năng phát hiện và mô hình hóa chi tiết các vật thể nhỏ dưới đáy thủy vực như: Mỏ neo, cáp ngầm, đường ống dưới nước hay vật thể kim loại kích thước nhỏ.

Hệ thống có thể xác định vị trí và hình dạng vật thể với độ chính xác ở mức centimet, giúp nâng cao hiệu quả trong khảo sát công trình ngầm, tìm kiếm vật thể dưới nước, kiểm tra hạ tầng biển và đảm bảo an toàn hàng hải.

Multibeam 3D có khả năng phát hiện vật thể kích thước nhỏ với độ chính xác cao.

Nhìn chung, điểm khác biệt lớn nhất giữa Multibeam 3D và đo sâu truyền thống nằm ở khả năng thu nhận dữ liệu không gian mật độ cao và tái tạo môi trường dưới nước một cách trực quan, chi tiết hơn. Nếu hệ thống đo sâu thông thường chủ yếu phục vụ xác định độ sâu theo tuyến khảo sát, thì Multibeam 3D cho phép quan sát toàn diện địa hình đáy, phân tích vật thể và hỗ trợ hiệu quả cho các bài toán khảo sát kỹ thuật phức tạp.

Những dự án nào nên đầu tư vào Multibeam 3D?

Không phải dự án nào cũng cần đầu tư hệ thống Multibeam 3D. Do yêu cầu cao về thiết bị, cảm biến tích hợp và năng lực xử lý dữ liệu, hệ thống Multibeam 3D thường được triển khai trong các dự án khảo sát thủy đạc cần độ chính xác cao, mật độ dữ liệu lớn và khả năng phân tích địa hình đáy chi tiết. Dưới đây là các dự án nên đầu tư vào Multibeam 3D:

– Dự án khảo sát cảng biển và luồng hàng hải

Trong lĩnh vực hàng hải, Multibeam 3D được sử dụng để khảo sát và đánh giá hiện trạng đáy khu vực cảng, luồng tàu và vùng neo đậu. Hệ thống hỗ trợ:

• Phát hiện chướng ngại vật dưới nước.
• Đánh giá mức độ bồi lắng.
• Kiểm tra biến dạng địa hình đáy cảng.

Nhờ dữ liệu độ sâu độ phân giải cao, công nghệ này giúp nâng cao độ an toàn cho hoạt động điều hướng và tối ưu công tác duy tu nạo vét luồng hàng hải.

– Dự án khảo sát công trình dầu khí ngoài khơi

Trong các dự án dầu khí biển, Multibeam 3D đóng vai trò quan trọng trong khảo sát và giám sát hạ tầng dưới đáy biển như: Tuyến ống ngầm, chân đế giàn khoan và những kết cấu công trình ngoài khơi… hệ thống có khả năng phát hiện các hiện tượng xói lở đáy biển, biến dạng công trình, vật cản hoặc bất thường xung quanh kết cấu.

Điều này giúp hỗ trợ hiệu quả cho công tác kiểm tra kỹ thuật và quản lý an toàn công trình ngoài khơi.

– Dự án khảo sát và kiểm tra cáp ngầm

Multibeam 3D được ứng dụng rộng rãi trong khảo sát tuyến cáp ngầm nhờ khả năng thu nhận dữ liệu địa hình chi tiết và xác định chính xác vị trí công trình dưới đáy biển. Công nghệ này hỗ trợ:

• Định vị tuyến cáp.
• Đánh giá hiện trạng cáp.
• Kiểm tra lớp phủ và mức độ chôn lấp.

Dữ liệu thu được giúp giảm rủi ro trong quá trình vận hành, bảo trì và mở rộng hệ thống cáp ngầm.

– Dự án khảo sát môi trường và nghiên cứu biển

Trong lĩnh vực môi trường biển, Multibeam 3D được sử dụng để nghiên cứu và phân tích:

• Phân bố trầm tích đáy.
• Cấu trúc địa hình đáy biển.
• Hiện tượng biến đổi địa mạo dưới nước.

Ngoài dữ liệu độ sâu, khả năng quan sát cột nước của hệ thống còn hỗ trợ các nghiên cứu về thủy động lực học và môi trường biển.

– Dự án liên quan đến an ninh và quốc phòng

Nhờ khả năng phát hiện vật thể nhỏ với độ phân giải cao, Multibeam 3D được ứng dụng trong các nhiệm vụ an ninh hàng hải và quốc phòng như:

• Kiểm tra an toàn đáy cảng.
• Phát hiện vật thể lạ dưới nước.
• Tìm kiếm và định vị vật thể chìm.

Công nghệ này giúp nâng cao hiệu quả giám sát, kiểm soát và đảm bảo an toàn cho các khu vực trọng yếu trên biển.

Multibeam 3D mang lại giá trị đáng kể về chất lượng dữ liệu, hiệu quả khảo sát và khả năng giảm thiểu rủi ro trong vận hành công trình dưới nước. Đặc biệt, trong bối cảnh các dự án hạ tầng biển và quản lý tài nguyên dưới nước ngày càng đòi hỏi dữ liệu chính xác, trực quan và có tính phân tích cao, Multibeam 3D đang dần trở thành xu hướng công nghệ quan trọng trong ngành khảo sát thủy đạc hiện đại.

Cần đánh giá dự án của bạn có phù hợp triển khai Multibeam 3D hay không? Liên hệ đội ngũ kỹ thuật của EKTECH để được tư vấn cấu hình và phương án khảo sát phù hợp. HOTLINE 0983 206 789.

Lợi ích khi sử dụng công nghệ Multibeam 3D cho dự án khảo sát thủy đạc

Việc ứng dụng hệ thống Multibeam 3D trong khảo sát thủy đạc mang lại nhiều lợi thế vượt trội về chất lượng dữ liệu, hiệu quả vận hành và độ an toàn trong quá trình khảo sát dưới nước:

• Thu nhận dữ liệu địa hình đáy với độ chi tiết cao: Multibeam 3D cho phép thu nhận dữ liệu độ sâu mật độ lớn và tái tạo địa hình đáy dưới dạng mô hình không gian 3D có độ phân giải cao, giúp mô phỏng chính xác địa hình đáy biển, phân tích cấu trúc địa mạo dưới nước, nâng cao chất lượng dữ liệu phục vụ thiết kế và quản lý công trình.
• Khả năng phát hiện vật thể nhỏ hiệu quả: Nhờ độ phân giải cao và phạm vi quét rộng, Multibeam 3D có khả năng phát hiện các vật thể kích thước nhỏ mà các hệ thống sonar hoặc đo sâu thông thường khó nhận diện.
• Tối ưu thời gian và hiệu suất khảo sát: Hệ thống Multibeam 3D có khả năng phát đồng thời nhiều tia quét trên dải rộng, giúp tăng diện tích thu nhận dữ liệu trong mỗi tuyến khảo sát. Điều này đặc biệt quan trọng đối với các dự án yêu cầu tiến độ nhanh và khối lượng dữ liệu lớn.
• Nâng cao độ an toàn trong vận hành và khai thác: Khả năng phát hiện sớm các vật cản và bất thường dưới nước giúp Multibeam 3D hỗ trợ hiệu quả cho công tác đảm bảo an toàn hàng hải và bảo vệ công trình như giảm nguy cơ va chạm tàu với vật cản ngầm, hỗ trợ kiểm tra an toàn đáy cảng và luồng tàu… nhớ đó góp phần giảm thiểu rủi ro trong vận hành và nâng cao độ tin cậy cho các hoạt động khảo sát ngoài thực địa.

Nhờ khả năng thu nhận dữ liệu mật độ cao, mô hình hóa địa hình đáy chi tiết và phát hiện hiệu quả các vật thể dưới nước, Multibeam 3D đang trở thành công nghệ quan trọng trong khảo sát thủy đạc hiện đại. Không chỉ nâng cao độ chính xác và hiệu suất khảo sát, hệ thống còn góp phần tăng độ an toàn và tối ưu công tác quản lý, vận hành các công trình và hạ tầng dưới nước.

EKTECH cung cấp giải pháp Multibeam 3D tích hợp đầy đủ hệ thống sonar, GNSS, motion sensor và phần mềm xử lý dữ liệu chuyên dụng cho các dự án khảo sát cảng biển, dầu khí, cáp ngầm và công trình dưới nước.

Tham khảo thêm Giải pháp do EKTECH cung cấp: R3Vox – Giải pháp đo sâu đa tia thế hệ mới cho các dự án khảo sát thủy đạc