Your SlideShare is downloading. ×
0
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Steven Pluymaekers, TU Delft
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

Steven Pluymaekers, TU Delft

391

Published on

A data analysis to bed dynamics in the Western Scheldt estuary. Morphological parameter estimation and deformation analysis near the shoal of Walsoorden. Dordrecht, 5 Maart 2008

A data analysis to bed dynamics in the Western Scheldt estuary. Morphological parameter estimation and deformation analysis near the shoal of Walsoorden. Dordrecht, 5 Maart 2008

Published in: Technology
0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
391
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
1
Actions
Shares
0
Downloads
2
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. A data analysis to bed dynamics in the Western Scheldt estuary Morphological parameter estimation and deformation analysis near the shoal of Walsoorden Scriptie Presentatie Hydrographic Society Benelux Steven Pluymaekers Geomatics engineering
  • 2. Inhoud <ul><li>Westerschelde </li></ul><ul><li>Doel onderzoek </li></ul><ul><li>Data filtering </li></ul><ul><li>Deformatie analyse </li></ul><ul><li>Morfologische parameter schatting </li></ul><ul><li>Conclusies </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 3. Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 4. Motivatie <ul><li>Westerschelde estuarium </li></ul><ul><ul><li>Economische waarde: Toegangspoort tot haven van Antwerpen </li></ul></ul><ul><ul><li>Ecologische waarde: Uniek meer-geulen ecosysteem </li></ul></ul><ul><li>Optimale combinatie: Morfologisch management ? </li></ul><ul><li>Proefproject: Stort gebaggerd zand nabij de plaat van Walsoorden </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 5. Doel onderzoek <ul><li>Inzicht krijgen in het complexe morfo-dynamische gedrag </li></ul><ul><li>van de Westerschelde bodem aan de hand van MBES-data </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 6. Onderzoeksvragen <ul><li>Hoe verandert de Westerschelde bodem in de tijd? </li></ul><ul><li>Hoe veranderen de morfologische parameter waarden van zandduinen in de tijd? </li></ul><ul><li>Is er een relatie tussen de morfologische veranderingen en het weer of het getij? </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 7. Plaat van Walsoorden Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 8. Detectie van veranderingen MBES Data Zandduinen Globale Topografie Classificatie Parameterverandering Deformatie analyse Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 9. Low pass filter <ul><li>Scheiding met low pass filter uit Remote Sensing: </li></ul><ul><li>Definieer een kernel </li></ul><ul><li>Bereken de output waarde </li></ul><ul><li>Schuif de kernel over het gehele gebied </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 10. Resultaat data scheiding <ul><li>Gefilterde data => globale topografie </li></ul><ul><li>Residuen => zand duinen </li></ul>Originele data Globale topografie Zandduinen = + Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 11. Deformatie analyse <ul><li>Vereffingstheorie </li></ul><ul><ul><li>Model : </li></ul></ul><ul><ul><li>LSQ-oplossing: </li></ul></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 12. Deformatie analyse <ul><li>Deformatie analyse: </li></ul><ul><ul><li>Mathematisch model onbekend </li></ul></ul><ul><ul><li>Parameter vector onbekend </li></ul></ul><ul><li>Oplossing: </li></ul><ul><ul><li>Ontwerp verschillende model-hypotheses </li></ul></ul><ul><ul><li>Test het model door vergelijking van de fout in een bepaald model met de meet-onnauwkeurigheid </li></ul></ul><ul><ul><li>Breid het model uit </li></ul></ul><ul><ul><li>Test of de uitbreiding significant is </li></ul></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 13. Deformatie analyse na de stort <ul><li>Stabiliteitsmodel: </li></ul><ul><li>Constante snelheidsmodel: </li></ul><ul><li>Constante versnellingsmodel: </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 14. Resultaat verschillende modellen Stabiel Const. Snelheid Const. Versnelling Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 15. Verplaatsing gestort zand Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 16. 3 manieren parameterschatting <ul><li>Classificatie methode: Parameterschatting op basis van profiellijnen (schatting van oriëntatie, golflengte en amplitude) </li></ul><ul><li>Profiellijn methode: Gebaseerd op de classificatie methode onder de aanname dat de oriëntatie voor een klein gebied stabiel blijft (Niet voor elk punt apart geschat) </li></ul><ul><li>Variogram methode: Gebaseerd op ruimtelijke variabiliteit gerepresenteerd door variogrammen </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 17. Classificatie methode <ul><li>Oriëntatie = richting van profiellijn met meeste locale extremen </li></ul><ul><li>Amplitude = </li></ul><ul><li>Golflengte = </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 18. Variogram methode <ul><li>Plot half het kwadraat van de hoogteverschillen tegen de horizontale onderlinge afstand </li></ul><ul><li>Groepeer alle punten in regelmatige afstand blokken </li></ul><ul><li>Bereken het groepsgemiddelde van elk blok </li></ul><ul><li>De groepsgemiddeldes vormen het resultaat: experimenteel variogram </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 19. Experimentele variogrammen <ul><li>Richtingsafhankelijke variogrammen op verschillende tijdstippen </li></ul><ul><li>Amplitude = </li></ul><ul><li>Golflengte = afstand tot ‘hole effect’ </li></ul><ul><li>Probleem: Geen eenduidige afstand tot het eerste ‘hole effect’ </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 20. Continue variogrammen <ul><li>Oplossing: Schat er een continue functie doorheen </li></ul><ul><li>Continue functie: </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 21. Case I: Morfologische parameter schatting op de dumplocatie Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 22. Conclusies (1/2) <ul><li>Deformatie analyse: </li></ul><ul><li>De scheiding van de topografie en bodemvormen vormt een goede basis voor de deformatie analyse </li></ul><ul><li>Het gestorte zand erodeert deels. 23% verdwijnt uit het stortgebied </li></ul><ul><li>Een groot deel van het verdwenen zand stroomt naar de plaat van Walsoorden </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 23. Conclusies (2/2) <ul><li>Morfologische parameter veranderingen </li></ul><ul><li>De residuen van de low pass filter representeren de zandduinen goed </li></ul><ul><li>De drie methodes gebruikt voor de parameterschatting geven over het algemeen hetzelfde resultaat. Dit geeft vertrouwen in de methodes en de uitkomst </li></ul><ul><li>De amplitude van de zandduinen is ± 3 maanden na de zandstort volledig hersteld </li></ul><ul><li>De golflengte stijgt na de zandstort </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 24. Vragen ?
  • 25. Testen model <ul><li>Model hypotheses: </li></ul><ul><li>Test statistiek: </li></ul><ul><li>Hypothese test: </li></ul><ul><ul><li>Verwerp als </li></ul></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 26. Selectie stabiel gebied <ul><li>Voorkeur: </li></ul><ul><ul><li>Uniforme zandduinen </li></ul></ul><ul><ul><li>Dieper </li></ul></ul><ul><ul><li>Stabiel </li></ul></ul>
  • 27. Deformatie analyse stabiel gebied
  • 28. Case II: Morfologische parameter schatting op stabiel gebied <ul><li>Gebied gekozen op: Stabiliteit, diepte en uniformiteit van amplitude en golflengte </li></ul>
  • 29. Varianties ongefilterde data <ul><li>Stochastisch model deformatie analyse </li></ul><ul><li>Ongefilterde data: </li></ul><ul><li>Zandduinen gedragen zich als ruis: </li></ul>met
  • 30. Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 31. Variantie gefilterde data <ul><li>Gefilterde data </li></ul><ul><ul><li>Voortplantingswet: </li></ul></ul><ul><ul><li>Low pass filter: </li></ul></ul><ul><ul><ul><li>want ruimtelijk sterk gecorreleerd! </li></ul></ul></ul><ul><ul><li>Oplossing 1: Maak voor elk gefilterd punt richtingsafhankelijke covariogrammen en bereken zo de covariantie </li></ul></ul><ul><ul><li>Oplossing 2: Uitgangspunt ideale filter: </li></ul></ul>
  • 32. Morfologische operaties <ul><li>Generalisatie m.b.v morfologische operaties: </li></ul><ul><li>Erosion </li></ul><ul><li>Dilation </li></ul><ul><li>Closing </li></ul><ul><li>Majority </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 33. Voorbeeld erosion Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 34. Multi-beam echo sounding <ul><li>MBES: </li></ul><ul><ul><li>Reistijd pulse </li></ul></ul><ul><ul><li>Hoek beam </li></ul></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 35. Selectie stortlocatie <ul><li>A priori informatie </li></ul><ul><ul><li>Stort zeewaarts van plaat van Walsoorden </li></ul></ul><ul><li>Verschil plots </li></ul><ul><li>Stabiliteitshypothese </li></ul><ul><ul><li>Deformatie analyse gedurende de stort </li></ul></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 36. Selectie stortlocatie <ul><li>Stabiliteitshypothese om stortlocatie te begrenzen </li></ul><ul><li>A-model </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 37. Resultaat stortlocatie Geaccepteerd Verworpen Stortlocatie Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 38. Parameter schatting met classificatie methode <ul><li>Voordelen: </li></ul><ul><ul><li>Uniforme gebieden met statistische stabiliteit </li></ul></ul><ul><ul><li>Goede indruk van parameterwaarden </li></ul></ul><ul><li>Nadelen: </li></ul><ul><ul><li>Onnauwkeurigheid door relatief korte profiellijn: Extra extreme waarde veel invloed op golflengte schatting </li></ul></ul><ul><ul><li>De randpunten geven slechte resultaten </li></ul></ul><ul><ul><li>Een locale extreme waarde is niet objectief gedefinieerd </li></ul></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 39. Hole effect variogram <ul><li>Periodieke bodemvormen leidt tot ‘hole effect’ in variogrammen </li></ul><ul><li>M.b.v ‘hole effect’ kunnen amplitude en golflengte geschat worden </li></ul><ul><li>Amplitude = </li></ul><ul><li>Golflengte = afstand tot ‘hole effect’ </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 40. Morfologische parameters stortlocatie <ul><li>De drie methodes geven over het algemeen hetzelfde resultaat </li></ul><ul><li>Variogram methode: Golflengte in begin slecht </li></ul><ul><ul><ul><ul><ul><li> Amplitude constante offset </li></ul></ul></ul></ul></ul><ul><li>Na ± 3 maanden is de amplitude hersteld </li></ul><ul><li>De golflengte stijgt licht na de zandstort </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 41. Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 42. Variogram methode <ul><li>Definitie: </li></ul><ul><li>Isotropie: de variabiliteit in alle richtingen is gelijk </li></ul><ul><li>In de Westerschelde zandduinen anisotropie </li></ul><ul><li>Oplossing: Richtingsafhankelijke variogrammen </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 43. Stromingen Westerschelde Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 44. Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 45. Parameterkaart zandduinen <ul><li> Amplitude Golflengte </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 46. Classificatie resultaat <ul><li>Amplitude Golflengte </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Classificatie – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies
  • 47. Aanbevelingen voor verder onderzoek <ul><li>Formuleer in de deformatie analyse een hypothese die naast de globale topografie ook de zandduinen beschrijft </li></ul><ul><li>Analyseer bij de veranderingen ook de stroming, korrelgrootte en zandduin asymmetrie </li></ul><ul><li>Ondanks dat de low pass filter goede resultaten geeft, kan het te veel generaliseren. Een andere manier van data scheiding kan betere resultaten leveren </li></ul>Westerschelde – Doel – Filtering – Deformatie analyse – Parameter schatting - Conclusies

×