INMETEN WATERBODEM (ALDE FEANEN)

Transcriptie

1 Geo Plus B.V. Kerklaan AD Scheemda Postbus ZG Scheemda Nederland Tel: +31 (0) Fax: +31 (0) Website: MEETPROTOCOL INMETEN WATERBODEM (ALDE FEANEN) Opdrachtgever: Kenmerk: Document: _MP_Alde Feanen_Rev Eerste uitgave MH Revisie Datum Omschrijving Door Controle Goedgekeurd

2 Inhoudsopgave 1 INTRODUCTIE DOEL WERKOMSCHRIJVING MEETWERKZAAMHEDEN OPNAME MET MULTIBEAM SONAR BESCHRIJVING PERSONEEL VAARTUIG EN APPARATUUR VOORBEREIDING UITVOERING KALIBRATIES EN CONTROLES NAUWKEURIGHEDEN EN MEETEISEN Het documentatieplan (Meta info) van het productieproces DATAVERWERKING HANDMATIG PEILEN BESCHRIJVING PERSONEEL APPARATUUR VOORBEREIDING UITVOERING CONTROLE Plaatsbepaling NAUWKEURIGHEDEN EN MEETEISEN DATAVERWERKING PRODUCTEN ASCII-BESTANDEN KAARTEN VOLUMEBEPALING RAPPORTAGE PLAN VAN AANPAK RISICOMANAGEMENT KALIBRATIES EN CONTROLES INMETING MEETVAARTUIG POSITIECONTROLE HEADING-, ROLL- EN PITCHKALIBRATIE CONTROLE GELUIDSSNELHEID PATCHTEST ABSOLUTE DIEPTECHECK Geo Plus, Scheemda Pagina 2 van 24

3 1 Introductie Dit protocol beschrijft de meetmethoden voor het inmeten van waterbodems. De meetmethoden worden toegepast om inzicht te krijgen in de actuele situatie van de morfologie van de waterbodem en bij het bepalen van baggervolumes in watergangen. Tevens kan dit protocol worden gebruikt voor het onafhankelijk controleren voor aanvang van, gedurende en/of na afloop van baggerwerkzaamheden. 1.1 Doel Het doel van dit protocol is om de werkwijze, nauwkeurigheid en kwaliteitsborging gedurende alle fasen van het proces te beheersen en te controleren. 1.2 Werkomschrijving Het werk bestaat uit het uitvoeren van diverse hydrografische meetwerkzaamheden van de Alde Feanen. Het doel van deze meetwerkzaamheden is inzicht te krijgen in de actuele situatie van de morfologie van de waterbodem. De daarmee verkregen data wordt onder andere gebruikt om meer inzicht te krijgen in de actuele hoeveelheid slib. Alde Feanen Geo Plus, Scheemda Pagina 3 van 24

4 1.3 Meetwerkzaamheden Afhankelijk van het doel van de metingen worden verschillende meetmethoden toegepast: Een vlakdekkende digitale meting van de bovenkant van het slib met behulp van een multibeam echolood systeem. Daar waar geen gegevens door middel van een multibeam meting kunnen worden verkregen, worden handmatig aanvullende metingen met behulp van een peilstok verricht. Ter controle van de dieptes, gemeten met een multibeam echolood systeem, worden een aantal zogenaamde puntenwolken handmatig (digitaal) gemeten. Statische vergelijking van de handmatige metingen met de multibeamhoogtes geeft dan de betrouwbaarheid aan van de metingen. Geo Plus, Scheemda Pagina 4 van 24

5 2 Opname met multibeam sonar 2.1 Beschrijving Met een multibeam echolood systeem, welke is geïnstalleerd op een vaartuig, wordt de afstand tot de onderwaterbodem bepaald. Dit systeem zendt in één keer meerdere geluidspulsen uit onder verschillende hoeken. Deze bundel vormt een verticale waaier onder het vaartuig. Door de bundel wordt een pad gemeten op de bodem. Deze wordt breder naarmate de dieper groter wordt. Hierdoor ontstaat een vlakdekkende meting die overeenkomt met het daadwerkelijke bodemmodel. Voor het bepalen van de juiste koers van varen en om de gemeten posities nauwkeurig in X,Y en Z vast te leggen wordt gebruik gemaakt van de RTK-GPS methode, met referentie-ontvanger of vanuit een GPS-netwerk. Met behulp van een bewegingssensor worden de scheepsbewegingen (pitch, roll en yaw) waargenomen. Met die gegevens van de afwijkingen van het vaartuig worden de meetgegevens van het plaatsbepalingsysteem en het multibeam echolood systeem gecorrigeerd. Het tijdsverschil, tussen uitzenden en ontvangen, is een maat voor het bepalen van de diepte, waarbij dat tijdsverschil afhankelijk is van de geluidssnelheid. Omdat de geluidssnelheid afhankelijk is van de condities (temperatuur, saliniteit, dichtheid, vervuiling, etc.) van het water wordt die snelheid door de waterkolom apart gemeten. Met die gegevens worden de meetgegevens van het multibeam echolood systeem gecorrigeerd. 2.2 Personeel Het personeel is aantoonbaar opgeleid (relevante HBO-/universitaire opleiding en/of voldoende ervaring met het uitvoeren van meetwerkzaamheden) om de beschreven werkzaamheden conform de kwaliteitseisen uit te voeren. 2.3 Vaartuig en apparatuur Er dient rekening gehouden te worden dat het vaartuig geschikt is voor ondiep water (>1,5 meter), waarbij de breedte van de watergang minimaal 10 meter is. Het vaartuig wordt ingericht met de volgende apparatuur: Multibeam echolood systeem RTK-GPS/GLONASS plaatsbepalingssysteem Koers- en bewegingssensor Geluidsnelheidsmeter Hydrografische opnamecomputer en software De hardware die zowel voor de inwinning, verwerking en presentatie van gegevens wordt gebruikt, zal bestaan uit verschillende computers met voldoende processor- snelheid en intern geheugen om de software probleemloos te kunnen draaien. Voor de inwinning en kwaliteitsbewaking van de data wordt gebruik gemaakt van hydrografische opnamesoftware. De volgende instellingen dienen binnen de software mogelijk te zijn: Het herspelen van data (replay) met andere instellingen, zoals: - offsets; - geodetische parameters; - geluidssnelheid; - wel of niet toepassen van heave data; - wel of niet toepassen van roll, pitch en yaw correcties. Het online kunnen bewaken van de kwaliteit van de sensoren door numerieke en grafische presentatie op het scherm van de online computer en eventueel later de mogelijkheid tot Geo Plus, Scheemda Pagina 5 van 24

6 het afdrukken van kwaliteitscijfers (kwaliteit plaatsbepaling, aantal satellieten, HDOP, PDOP, enz.) op de event per aantal seconden; Het opslaan van een tekstbestand of afdrukken van de instellingen; Het opslaan van zowel ongefilterde als gefilterde data; De update rates van diverse sensoren zijn niet instelbaar binnen de software, maar afhankelijk van de instellingen in de software behorend bij de sensoren; De juiste timing wordt geregeld door middel van de puls per seconde (PPS), welke uit de GPS ontvanger komt. De geodetische parameters. 2.4 Voorbereiding Voor aanvang van de meetwerkzaamheden wordt alle meetapparatuur gecontroleerd en indien van toepassing gekalibreerd. De bijbehorende documenten en certificaten zijn ter inzage en kunnen op verzoek worden verstrekt. De surveyor zorgt ervoor dat alle relevante documenten betreffende het project aan boord van het vaartuig aanwezig zullen zijn. Tevens zorgt de surveyor ervoor dat de basisgegevens in de gebruikte computerapparatuur worden ingevoerd. Na de installatie van de meetapparatuur aan boord van het vaartuig worden verschillende onderdelen van de meetapparatuur in het veld gekalibreerd en zal de integriteit van het gehele meetsysteem worden getest middels het varen van testlijnen. 2.5 Uitvoering De meetwerkzaamheden worden uitgevoerd wanneer de weersomstandigheden het toelaten. De werktijden zullen worden afgestemd op de voorspelde periode waarvan deze werkbaar wordt geacht. De opdrachtgever wordt voor de start van de kalibraties uitgenodigd om hierbij aanwezig te kunnen zijn. De volgende kalibraties worden uitgevoerd: Oriëntatie gyrokompas Oriëntatie bewegingssensor Oriëntatie multibeam sonar Hierna zal worden afgevaren naar de projectlocatie waar de volgende kalibraties worden uitgevoerd en digitaal opgeslagen alvorens aan de meetwerkzaamheden te beginnen: Meting geluidssnelheid in water Controle van positie Controle van de waterstand Controle van de meetconfiguratie ofwel nauwkeurigheid door het varen van een raai of vak. Voor aanvang van de metingen is het grid van minimaal 1 x 1 meter in de hydrografische opnamecomputer voorbereid. In principe is het werkterrein opgedeeld in deelgebieden. Getracht zal worden om deze deelgebieden consequent af te werken en de gemeten locaties van een lijst af te vinken zodat het inzichtelijk wordt welke locaties reeds gemeten zijn en welke er nog moeten worden gemeten. Alle meetgegevens worden digitaal opgeslagen om later te worden verwerkt. De gemiddelde vaarsnelheid tijdens de metingen zal ongeveer 2 tot maximaal 3 m/s bedragen. De line-keeping wordt handmatig gedaan door de roerganger en/of er wordt gebruik gemaakt van een automatische pilot. Bij een minimale meetfrequentie van 20 metingen per seconde zal er ongeveer 1 dieptemeting per 20 centimeter genomen worden. Deze vaarsnelheid zal zoveel mogelijk gehandhaafd blijven. Geo Plus, Scheemda Pagina 6 van 24

7 Aan het eind van de meetdag wordt van alle meetgegevens een back-up gemaakt. Alle meetgegevens worden meegenomen naar het kantoor voor latere verwerking. Voor en tijdens de metingen wordt zorgvuldig in het logboek notitie gemaakt van: Administratieve gegevens (controles, kalibraties, raainummers, apparatuur, instellingen, etc.) Meteorologische omstandigheden Afwijkingen op de procedures Tijdens alle werkzaamheden op en/of aan het water worden de scheepvaartreglementen die op de Nederlandse kust- en binnenwateren van kracht zijn, nageleefd. Deze reglementen zijn terug te vinden in de ANWB Wateralmanak deel 1. Bovendien is in deze Wateralmanak een aantal hoofdstukken opgenomen wat betreft aanwijzingen van varen op rivieren, kanalen, meren, ruim water en kustwateren en aanvullende informatie over de verschillende betonningsstelsels en seinen. 2.6 Kalibraties en controles Alle apparatuur wordt individueel volgens fabrieksspecificaties gekalibreerd. Daarna zal de volledige meetopstelling in zijn geheel worden getest en gekalibreerd. Alle horizontale en verticale afstanden van de sensoren en antennes (GPS) worden nauwkeurig (tachymeter) ten opzichte van het referentiepunt ingemeten ofwel een geometriemeting van het vaartuig. Deze waarden worden ingevoerd als offset-parameters in de hydrografische opname software en gedocumenteerd in een meetrapport. Daarna zal de volledige meetopstelling in zijn geheel worden getest en gekalibreerd. De bewegingen van het vaartuig worden gelogd en doorgevoerd in de berekeningen naar de werkelijke diepte. Naast bovenstaande gegevens zullen er tevens verschillende testlijnen worden gevaren waarbij mogelijke fouten in het meetsysteem zichtbaar worden. Aan de hand van de testresultaten worden de correcties voor pitch, roll en heading bepaald en verwerkt in de hydrografische software. De plaatsbepaling wordt volgens het Nederlandse coördinatensysteem (RD) uitgevoerd. De hoogtes worden bepaald in NAP. Als geoïdemodel wordt NLGeo2008 gebruikt. Om het plaatsbepalingsysteem te controleren wordt de RTK-GPS ontvanger van het meetvaartuig opgesteld op een bekend punt op de wal. Dit om te controleren of in de hydrografische software de transformatie gegevens van WGS84/ETRS89 naar het Nederlandse coördinatensysteem (RD) goed worden uitgevoerd, zodat de juiste en nauwkeurige positie worden uitgevoerd. Het vaste punt op de wal wordt ter controle via waterpassing aan een recente NAP-bout vastgelegd. De waterstand wordt tijdens de uitvoering gecontroleerd met de actuele waterhoogte bij een peilschaal of opgevraagd en geregistreerd. Naast de correcties voor tijdsvertraging, installatiefouten en geluidssnelheid zal het gehele meetsysteem worden gecontroleerd op de beoogde nauwkeurigheid. Ter controle van de resultaten, zal aan het begin of eind van iedere meetsessie of meetdag een raai of een vak (ligging buiten de te meten locaties) worden gevaren en vergeleken worden met eerdere opgenomen data. Indien de gehele meetconfiguratie niet aan de beoogde nauwkeurigheid voldoet, moet de oorzaak hiervan bepaald worden en de controle opnieuw gedaan worden. Eventueel kan een nieuwe kalibratie nodig zijn van het multibeam echolood systeem. Indien de nauwkeurigheid niet gehaald kan worden door externe omstandigheden (bijvoorbeeld weersafhankelijk) dan moet er gewacht worden op gunstigere omstandigheden. Geo Plus, Scheemda Pagina 7 van 24

8 Ter controle van de dieptes worden handmatig (digitaal) representatief een hoeveelheid punten gemeten. Statistische vergelijking van de handmatige metingen met de multibeam hoogtes toont dan de betrouwbaarheid van de metingen aan. 2.7 Nauwkeurigheden en meeteisen Er dient rekening gehouden te worden dat de nauwkeurigheid van multibeam metingen grote mate afhankelijk is van de volgende factoren: Theoretische bepaalde waarden volgens fabrieksspecificaties Eigen inmetingen Tijdsvertraging tussen positionering en multibeam echolood Installatiefouten (Pitch-, Roll- en Yaw-fouten) Geluidssnelheid Invalshoek van bundel op bodem/objecten (onder andere steilte van het talud) Structuur van de bodem (steenbestorting, zand, klei, veen) Dichtheid van de bodem (slib, hard gesteente, etc.) Aan de volgende meeteisen en nauwkeurigheden dient te worden voldaan: De multibeam lodingen dienen met een frequentie van minimaal 300 khz te worden uitgevoerd. De data dienen met minimale filters opgenomen te worden. De enige filters die gebruikt mogen worden zijn: o blocking filter voor de onjuiste dieptes in de eerste 0,5 meter van de waterlaag; o filters welke de door de multibeam processor afgekeurde data verwijderd. De geluidssnelheid (profiel) dient minimaal één keer per meetdag bepaald te worden en bij overgang naar een andere locatie. Indien de omstandigheden (bijvoorbeeld bij temperatuurschommelingen in het water of in een omgeving met zoet-zout wisselingen) meer metingen vereisen dient dit uitgevoerd te worden. Bij multibeam metingen wordt gemeten van oever tot oever (voor zover mogelijk), behalve als er sprake is van aanwezigheid van schepen, pontons, beschoeiing (onder andere riet) en/of andere obstakels. Indien noodzakelijk worden de dieptes dichtbij de oevers handmatig aangepeild. Alle metingen worden uitgevoerd volgens het lokale coördinatensysteem met minimaal 10 punten per m², afhankelijk van de waterdiepte en de vaarsnelheid. Tevens zal er met voldoende overlap worden gepeild zodat volledige vlakdekking kan worden gegarandeerd. De nauwkeurigheid van de gehele meetconfiguratie dient in de xy-richting 0,10 m (2σ, 95%) en in de z-richting 0,05 m (2σ, 95%) te zijn. Eén en ander zal vooraf door de opdrachtnemer aangetoond moeten worden tijdens een acceptatietest. De locatie, waar deze test zal worden uitgevoerd, wordt in overleg met de opdrachtgever vastgesteld. Tijdens de opname van data (online survey) worden alle optredende afwijkingen, die van invloed zijn op de opname en nauwkeurigheid van de data, geregistreerd. Een aantal voorbeelden van mogelijke afwijkingen: RTK uitval, dubbele reflectie van de multibeam sensor, smile -effect, hoogteafwijkingen in de positionering door passeren van hoge obstakels Het documentatieplan (Meta info) van het productieproces In de hydrografische opnamesoftware dient het mogelijk te zijn om de QMS (Quality Management System) support te activeren, waardoor gegevens met betrekking tot instellingen, veranderingen, meetconfiguraties en inwinningprocessen worden opgeslagen in een bepaalde formaat en kunnen worden geleverd in ASCII of een Worddocument. QMS registreert de Geo Plus, Scheemda Pagina 8 van 24

9 gegevens, die nodig zijn voor een goede kwaliteitsborging, maar ondersteunt ook een goede werkwijze met een logische structuur. De Meta informatie bestaat uit de volgende items: Naam watergang Datum meting Overeenkomstnummer Overeenkomstbeschrijving Naam opdrachtgever Naam opdrachtnemer Meetvaartuig Coördinatenstelsel/referentievlak Gridcelgrootte Apparatuur Opmerkingen 2.8 Dataverwerking De gegevens van alle sensoren worden opgenomen in de hydrografische opnamesoftware. Voordat van de dieptemetingen een Digitaal Terrein Model (DTM) wordt gemaakt, worden alle gemeten dieptes gecontroleerd op: NAP referentie; Verschil in signaalsnelheid en refractie in de waterkolom; Scheefstand en koers van het meetvaartuig; Valse reflecties van het akoestisch signaal, o.a. de zogenaamde Spikes, ruis en positiesprongen. Een filtering van de data, waarbij een reductie of interpolatie plaatsvindt is niet toegestaan. De overlappende delen worden op juistheid gecontroleerd en daarna verwijderd op een zodanige wijze dat het profiel zo natuurlijk en waarheidsgetrouw mogelijk verloopt. De data wordt niet samengevoegd en er wordt niet geïnterpoleerd in de overlapgebieden. Gevalideerde data bevat voor 95% van de data minimaal 10 metingen per cel met een grid van 1x1 meter. Fouten bij de verwerking van de data dienen zoveel mogelijk voorkomen te worden door gebruik te maken van het online logboek of meetformulieren. Daarnaast dient het grid na de validatie extra gecontroleerd te worden op afwijkingen. Tijdens het gehele proces van valideren, filteren en editing zullen alle relevante handelingen worden geregistreerd. De ruwe opnamen worden opgeslagen en kunnen op verzoek van opdrachtgever beschikbaar worden gesteld. De gevalideerde data wordt vervolgens tot een grid verwerkt en per cel wordt de gemiddelde diepte bepaald. Het grid wordt digitaal in Ascii X,Y,Z formaat aangeleverd, zodat een Digitaal Terrein Model (DTM) van de waterbodem kan worden gemaakt. Voor het genereren van tekeningen, dwarsprofielen en volumeberekeningen kan gebruik gemaakt worden van eigen softwarepakketten. Geo Plus, Scheemda Pagina 9 van 24

10 3 Handmatig peilen 3.1 Beschrijving Voor het handmatig peilen wordt gebruik gemaakt van een peilvlet, niet-inschuifbare peilstokken en eventueel touw. De bovenkant van het slib wordt bepaald door een peilstok met een brede voet van 18 centimeter doorsnede voorzichtig op de bodem te laten zakken. Bij de eerste waarneming van enige weerstand wordt de positie en hoogte met behulp van RTK-GPS methode of een tachymeter digitaal vastgesteld. Op de peilstok is respectievelijk een RTK-GPS ontvanger of een spiegel (prisma) bevestigd. De peilstokken, die gebruikt worden, zijn standaard bakens die voor de meeste typen landmeetkundige werk worden gebruikt. In verband met de maximale haalbaarheid van de lengte van de peilstokken mag de waterdiepte niet meer dan 5 meter zijn. Het is wel van belang dat er tijdens controle- of uitpeilwerkzaamheden door derden dezelfde methode en materiaal wordt toegepast, zodat de nauwkeurigheid van de metingen kan worden bewaakt. 3.2 Personeel Het personeel is aantoonbaar opgeleid (minimaal relevante MBO opleiding en/of voldoende ervaring met het uitvoeren van meetwerkzaamheden) om de beschreven werkzaamheden conform de kwaliteitseisen uit te voeren. Uitvoerend personeel moeten aantoonbaar de opleiding Basisveiligheid VCA (B-VCA) hebben gevolgd en projectleiders VCA Veiligheid voor Operationeel Leidinggevende (VOL-VCA). 3.3 Apparatuur De peilwerkzaamheden worden uitgevoerd met behulp van een peilvlet voorzien van de volgende apparatuur: RTK-GPS/GLONASS plaatsbepalingsysteem Tachymeter Digitale waterpas Niet-inschuifbare peilstok waaronder een voet gemonteerd Veldboek voor digitale opname van metingen Sampler voor boringen De hardware die zowel voor de inwinning, verwerking en presentatie van gegevens wordt gebruikt, zal bestaan uit verschillende computers met voldoende processor- snelheid en intern geheugen om de software probleemloos te kunnen draaien. Voor de inwinning en kwaliteitsbewaking van de data wordt gebruik gemaakt van opnamesoftware. De volgende instellingen dienen binnen de software mogelijk te zijn: Het herspelen van data (replay) met andere instellingen, zoals: - geodetische parameters; - offsets. Het opslaan van een tekstbestand of afdrukken van de instellingen; Het opslaan van zowel ongefilterde als gefilterde data; De update rates van diverse sensoren zijn niet instelbaar binnen de software, maar afhankelijk van de instellingen in de software behorend bij de sensoren; De juiste timing wordt geregeld door middel van GPS-tijd; De geodetische parameters. Geo Plus, Scheemda Pagina 10 van 24

11 3.4 Voorbereiding Voor aanvang van de meetwerkzaamheden wordt alle meetapparatuur gecontroleerd en indien van toepassing gekalibreerd. De bijbehorende documenten en certificaten zijn ter inzage en kunnen op verzoek worden verstrekt. De veldmedewerker zorgt ervoor dat alle relevante documenten betreffende het project aan aanwezig zullen zijn. Tevens zorgt de veldmedewerker ervoor dat de basisgegevens in het veldboek worden ingevoerd. 3.5 Uitvoering De meetwerkzaamheden worden uitgevoerd wanneer de weersomstandigheden het toelaten. De werktijden zullen worden afgestemd op de voorspelde periode waarvan deze werkbaar wordt geacht. De opdrachtgever wordt voor de start van de kalibraties uitgenodigd om hierbij aanwezig te kunnen zijn. Voor aanvang van bijvoorbeeld dwarsprofielen zijn uitzetfiles voorbereid en ingevoerd in het veldboek. Meetplan: bepaal welke dwarsprofielen of locaties worden gemeten; bepaal welk interval de punten worden vastgelegd langs de meetlijnen; bepaal welk referentiepunt als RTK basisstation gebruikt wordt; bepaal waar een controle van hoogte wordt gemeten; Bepaal welke codering wordt gebruikt ten aanzien van dwarsprofielen. Getracht zal worden om de dwarsprofielen of locaties consequent af te werken en de gemeten locatie van een lijst af te vinken zodat het inzichtelijk wordt welke dwarsprofielen of locaties reeds gemeten zijn en welke er nog moeten worden gemeten. Alle meetgegevens worden digitaal opgeslagen om later te worden verwerkt. Aan het eind van de meetdag wordt van alle meetgegevens een back-up gemaakt. Alle meetgegevens worden meegenomen naar het kantoor voor latere verwerking. Voor en tijdens de metingen wordt zorgvuldig op het meetformulier notitie gemaakt van: administratieve gegevens (controles, kalibraties, referentiepunten, raainummers, apparatuur instellingen, bevindingen boringen, etc.); afwijkingen op de procedures. 3.6 Controle Plaatsbepaling De plaatsbepaling wordt volgens het Nederlandse coördinatensysteem (RD) uitgevoerd. De hoogtes worden bepaald in NAP. Als geoïdemodel wordt NLGeo2008 gebruikt. Om het plaatsbepalingsysteem te controleren wordt de RTK-GPS ontvanger of peilstok met prisma opgesteld op een bekend punt. Dit om te controleren of in de opnamesoftware de transformatie gegevens van WGS84/ETRS89 naar het Nederlandse coördinatensysteem (RD) goed worden uitgevoerd, zodat de juiste en nauwkeurige positie worden uitgevoerd. Het vaste punt wordt ter controle via waterpassing aan een recente NAP-bout vastgelegd. De waterstand wordt tijdens de uitvoering gecontroleerd met de actuele waterhoogte bij een peilschaal of opgevraagd en geregistreerd. Geo Plus, Scheemda Pagina 11 van 24

12 Ter controle en de betrouwbaarheid van de dieptes (bovenkant slib) worden de handmatige peilingen en de multibeam metingen statistisch met elkaar vergeleken. De gemiddelde afwijking is niet meer dan 2 centimeter (2σ, 95%) en de standaarddeviatie is maximaal 3 centimeter. 3.7 Nauwkeurigheden en meeteisen De meetnauwkeurigheid kan worden gedefinieerd als de mate waarin een verzameling meetwaarden een opgemeten situatie werkelijk goed weergeeft. Alle metingen kunnen fouten bevatten. In algemene zin kan er onderscheid worden gemaakt in systematische fouten en toevallige fouten. Een systematische meetfout zal tot gevolg hebben dat een niveau of laagdikte over alle metingen bezien afwijkt van het werkelijk niveau. Toevallige meetfouten zullen tot gevolg hebben dat de afzonderlijke metingen het werkelijk niveau en ene keer te hoog en de andere keer te laag inschatten. De gemiddelde gemeten laagdikte zal in het geval van toevallige meetfouten wel overeenstemmen met de werkelijkheid. De mogelijke fouten houden vooral verband met de volgende aspecten: Definitie van het niveau van de bovenzijde van het slib. Onnauwkeurigheid van het meetsysteem. Definitie van het niveau van de onderzijde van het slib. Op kleine schaal optreden van inzakkingen en verdichtingen van de ondergrond door aanwezige puin, rommel en verstoringen (spudpaalgaten, kabels en leidingen, duikers, etc.). Tijdstip tussen de peilingen, met name tussen de inpeiling en uitpeiling. De systematische fouten worden zoveel mogelijk beperkt Naast het per meting beschouwde bodemoppervlak is ook het aantal metingen per eenheid van oppervlak belangrijk. Bij de gebruikte methode van puntmetingen, ligt er een beperking aan de hoeveelheid metingen per oppervlakte-eenheid. Men verkrijgt met de metingen in de raai een puntenrij waarbij delen van de bodem tussen de punten in de raai niet worden opgemeten. Door de raaipunten voldoende dicht bij elkaar te kiezen kan een min of meer volledig dekkend meting worden verkregen. Afgezien van de hoeveelheid metingen per oppervlakte-eenheid spelen bij het meten ook altijd onnauwkeurigheden mee die betrekking hebben op de kwaliteit van het gebruikte meetsysteem. Deze onnauwkeurigheden hangen samen met onder andere: 1. Fouten in de plaatsbepaling: Afstand Atmosferische omstandigheden (ondulatie) Wind Nauwkeurigheid combinatie van bijvoorbeeld prismaspiegel-tachymeter Kalibratieresultaten Nauwkeurigheid van de positie in x, y en z van het vaste punt. Dit betreft alleen de nauwkeurigheid van de exacte positie in Rijksdriehoekscoördinaten en de NAP-hoogte. De onderlinge nauwkeurigheid van de individuele meetpunten in een raai worden hierdoor niet beïnvloed. 2. Fouten in de dieptemeting o.a. ten gevolge van: Scheefstand van peilstok (fout is evenredig met lengte van peilstok) Viscositeit water en samenstelling, opwerveling van bodemmateriaal Weersinvloeden Materiaalinvloeden Geo Plus, Scheemda Pagina 12 van 24

13 3. Vaardigheden van het meetpersoneel bij het interpreteren van een weerstandsovergang en/of de lithologische beoordeling van het boormonster. Aan de volgende meeteisen en nauwkeurigheden dient te worden voldaan: De nauwkeurigheid van de gehele meetconfiguratie dient in de xy-richting 0,10 m (2σ, 95%) en in de z-richting 0,05 m (2σ, 95%) te zijn. Eén en ander zal vooraf door de opdrachtnemer aangetoond moeten worden tijdens een acceptatietest. De locatie, waar deze test zal worden uitgevoerd, wordt in overleg met de opdrachtgever vastgesteld. Bij handmatige peilingen van dwarsprofielen is de maximale raaiafstand 50 meter. Indien er sprake is van aanwezigheid van (woon)boten of andere obstakels is het toegestaan om de meting te verleggen. Het profiel moet ten allen tijde in één rechte lijn liggen. Meetdichtheid op dwarsprofiel is als volgt: o talud: 0,5 m o breedte < 4 meter: 0,5 m o breedte 4 tot 25 meter: 1 m o breedte > 25 m: 2 m Bij een beschoeide kant wordt het wordt het laatste punt in het water en de bovenkant van de beschoeiing opgenomen. Bij een onbeschoeide kant wordt een punt op de oever boven de waterlijn gemeten. Aan beide zijden van een watergang wordt de hoogte van de waterspiegel bepaald. Het verschil tussen beide hoogtes is 0,03 m. Bij controle- en/of uitpeilingen dient dezelfde meetmethode te worden toegepast. Bij controle- en/of uitpeilingen dient op willekeurige locaties tussen de dwarsprofielen hoogtemetingen te worden uitgevoerd, waarbij het baggerwerk wordt gecontroleerd. Tijdens de opname van data (online survey) worden alle optredende afwijkingen, die van invloed zijn op de opname en nauwkeurigheid van de data, geregistreerd. Een aantal voorbeelden van mogelijke afwijkingen: RTK uitval, hoogteafwijkingen in de positionering door passeren van hoge obstakels. 3.8 Dataverwerking De hoogtemetingen worden opgenomen in de software van het veldboek behorend bij het RTK GPS systeem en/of tachymeter. De meetgegevens worden uitgelezen en overgezet op een computer voor verwerking. Alle hoogtemetingen worden gecontroleerd op: NAP referentie. Tijdens het gehele proces van valideren, filteren en editing worden alle relevante handelingen geregistreerd. De ruwe opnamen worden opgeslagen en kunnen beschikbaar worden gesteld. De gevalideerde data wordt vervolgens tot Ascii-bestanden verwerkt. Voor het genereren van tekeningen, dwarsprofielen en volumeberekeningen kan gebruik gemaakt worden van eigen softwarepakketten. Geo Plus, Scheemda Pagina 13 van 24

14 4 Producten In overleg met de opdrachtgever wordt bepaald welke producten uiteindelijk digitaal en/of analoog worden aangeleverd. Indien de volgende producten worden aangeleverd zouden deze kunnen voldoen aan onderstaande eisen: 4.1 Ascii-bestanden Grid 1x1 meter gevalideerd, geïnterpoleerd en geëxporteerd in Ascii formaat (x,y,z met txt extensie) ten opzichte van RD-NAP, waarin per cel naast de z-waarde ook de x,y-waarden van het middelpunt zijn opgeslagen. 4.2 Kaarten Hoogtekleurenkaarten van de metingen, schaal, legenda en papierformaat in overleg. Verschilkaarten (inpeiling/nulmeting ten opzichte van ontwerprofiel, controle- en/of uitpeilingen), schaal, legenda en papierformaat in overleg. Overzichtskaart met de locaties van de dwarsprofielen, schaal en papierformaat in overleg. Kaarten van dwarsprofielen, schaal, papierformaat in overleg. Bij controle- en uitpeilingen wordt ook altijd de inpeiling (of nul-meting) weergegeven in de dwarsprofielen. 4.3 Volumebepaling Voor het berekenen van hoeveelheden baggermateriaal en slib kunnen diverse methoden worden gebruikt: a. De nauwkeurigste volumeberekening is op basis van 3D-modellen van de opgenomen waterbodem met behulp van een multibeam echolood systeem en het ontwerpprofiel. Bij deze berekening wordt het ontwerpprofiel per waterloopvak naar een 3D-model omgezet. Teven wordt bij deze methode alle variaties in de hoogte meegenomen, dus ook tussen de gegenereerde profielen. b. Op basis van de profielen methode is het mogelijk om de hoeveelheid baggermateriaal te bepalen. Hierbij wordt gebruik gemaakt van de dwarsprofielen, die representatief zijn voor een bepaald gedeelte van de waterloop. Alhoewel deze methode nog gebruikelijk is voor baggerwerken is het minder nauwkeurig dan bovenstaande methode. Met behulp van een digitale ondergrond eventueel aangevuld met een topografische meting wordt een waterloopvak begrensd. De begrenzing in lengterichting wordt vastgesteld halverwege de profiellijnen. Vervolgens wordt van het begrensde vlak de oppervlakte bepaald. Deze oppervlakte wordt vermenigvuldigd met de het verschil tussen de bovenkant van het slib en het ontwerpprofiel van het bepalend profiel in het midden van het begrensde vlak. Het uiteindelijke resultaat is de hoeveelheid baggermateriaal. De hoeveelheden baggermateriaal en slib wordt in m³ vastgesteld en digitaal als Excel-bestand aangeleverd. Geo Plus, Scheemda Pagina 14 van 24

15 4.4 Rapportage Per meetsessie wordt een rapportage aangeleverd en bevat minimaal: Basisgegevens; De verrichte werkzaamheden (meetmethode, gebruikte apparatuur, kalibraties, meetonnauwkeurigheden, systematische meetfouten, reproduceerbaarheid van meetresultaten, interpretatie, e.d.); Kaarten; Volumeberekeningen. Geo Plus, Scheemda Pagina 15 van 24

16 5 Plan van Aanpak Voor aanvang van alle werkzaamheden wordt een plan van aanpak aangeleverd en moet worden goedgekeurd door de opdrachtgever. Tijdens de uitvoering van de opdracht zal volgens dit plan van aanpak, conform het meet- en verrekeningsprotocol zoals dat voor deze opdracht is voorzien, gewerkt worden. Indien toch van dit plan van aanpak wordt afgeweken zal dit in overleg met de opdrachtgever gebeuren en zal door de opdrachtnemer een rapport van afwijking worden opgesteld. Minimaal de volgende onderwerpen worden in het plan van aanpak beschreven: Personeel Meetvaartuig Specificaties apparatuur Kalibraties en/of controles Nauwkeurigheden Kwaliteitsborging Hardware en software Dataprocessing Rapportage Planning Risicomanagement Geo Plus, Scheemda Pagina 16 van 24

17 6 Risicomanagement De opdrachtnemer is bijvoorbeeld ISO 9001 gecertificeerd en houdt zich derhalve aan de daarvoor geldende regels. Op verzoek van de opdrachtgever worden kopieën van de certificaten aangeleverd. In het risicomanagement worden de volgende onderwerpen beschreven: Veiligheid ten aanzien van werkzaamheden op en aan het water Communicatie-/calimiteitenplan Risicoanalyse, waarbij wordt beschreven op welke manier risico s worden geïdentificeerd, geregistreerd en geanalyseerd en hoe beheersmaatregelen worden vastgesteld, gerealiseerd en geëvalueerd. Geo Plus, Scheemda Pagina 17 van 24

18 7 Kalibraties en controles Voorafgaand aan alle hydrografische meetwerkzaamheden zal alle meetapparatuur individueel volgens fabrieksspecificaties worden gecontroleerd en gekalibreerd Inmeting meetvaartuig Beschrijving: Bij scheepsgeometrie is het doel om de positie van sensoren aan boord van het meetvaartuig in relatie ten opzichte van elkaar vast te leggen in één geometrisch stelsel. Vanuit dit stelsel kunnen vervolgens de roll, pitch en heading van de sensoren worden bepaald. Bakboord -X Boven +Z Voor +Y Achter -Y Onder -Z Stuurboord +X Richting pitch Richting roll Richting heading Z - Z Y Y X X Werkmethode: Het meetvaartuig voorzien van alle relevante sensoren wordt stabiel (op het droge of in een drijfdok) opgesteld in een lokaal referentiestelsel. Vanuit meerdere opstelpunten worden middels tachymetrische bepaling de nodes (of punten van waaruit nodes kunnen worden afgeleid) ingemeten, waarbij ieder punt overtallig wordt bepaald. De meetpunten worden vereffend. Systeem nodes worden geometrisch bepaald uit de meetpunten. Koers en beweging (gyro en standopnemer) worden tijdens de meting gelogd ter bepaling van miswijzing van het scheepsstelsel. Wanneer: De inmeting vindt plaats voorafgaand aan eerste keer dat het meetvaartuig wordt ingezet en daarna circa iedere 2 jaar, of desgewenst wanneer er bij het controleren van de scheepsgeometrie in het werkproces afwijkingen worden geconstateerd of een sensor is vervangen. Criterium: Nauwkeurigheid per punt 2 mm (2σ, 95%). De onderlinge afstand tussen twee punten kan 5 mm afwijken. Scheepsgeometrierapportage is niet ouder dan circa 2 jaar. Scheepsgeometrierapportage is nog steeds relevant door systeemwijzigingen. Geo Plus, Scheemda Pagina 18 van 24

19 Rapportage: Per inmeting wordt een rapportage opgesteld waarin opgenomen de ruwe meetgegevens tussen producten en eindresultaten. Nauwkeurigheid van de nodes wordt statistisch onderbouwd. 7.2 Positiecontrole Beschrijving: Hierbij wordt aangetoond dat de geleverde coördinaten van de plaatsbepaling voldoende nauwkeurigheid hebben. Werkmethode: De RTK-GPS ontvanger wordt opgesteld op een bekend vast punt en de gemeten coördinaten (minimaal 300 waarnemingen of bij een 5 minuten durende meting) worden vergeleken met bekende (statische ingemeten) x,y,z waarde. Wanneer: Voor aanvang van alle meetwerkzaamheden. Criterium: X en Y afwijking 5 cm Z afwijking 2 cm. Rapportage: Gegevens en resultaten worden geregistreerd. Registratie van waarnemingen in QINSy (PDFbestand) wordt vastgelegd. 7.3 Heading-, roll- en pitchkalibratie Beschrijving: De heading, roll en pitch uitlijning met het scheepstelsel en convergentie instelling (heading) worden gecontroleerd en eventueel gecorrigeerd. Werkmethode: Tijdens inmeting van het meetvaartuig wordt een heading-, roll- en pitchkalibratie uitgevoerd. De data van de gecombineerde bewegings- en koerssensor wordt gelogd in de hydrografische opnamesoftware en vergeleken met de metingen welke worden uitgevoerd met een tachymeter. Deze zogenaamde miswijzingen ofwel C-O worden ingevoerd in de bijbehorende software hierin toegepast op de ruwe metingen. Voor verificatie van de miswijzingen van de heading, roll en pitch wordt een RTK-GPS (06-GPS netwerk) ontvanger gebruikt om diverse referentiepunten (voor/achter en bakboord/stuurboord) in te meten. Gelijktijdig wordt gelogd en vergeleken met de metingen welke zijn uitgevoerd met de RTK-GPS ontvanger. Wanneer: Kalibratie en/of verificatie: tegelijkertijd met de inmeting van het meetvaartuig (circa iedere 2 jaar) Criterium: Verschil tussen kalibratiewaarden en verificatiewaarden 0,3. Anders worden de heading, pitch en roll opnieuw gecontroleerd en eventueel aangepast in de Ixsea repeater software. Bij een lagere waarde wordt er vanuit gegaan dat de inmeting met een tachymeter van betere kwaliteit is. Geo Plus, Scheemda Pagina 19 van 24

20 Rapportage: Gegevens en resultaten worden geregistreerd en gebruikt om de miswijzingen te bepalen en opgenomen in het kalibratierapport. 7.4 Controle geluidssnelheid Beschrijving: De geluidssnelheidsmeter wordt vergeleken met een 2 e gekalibreerde geluidssnelheidsmeter. Werkmethode: Beide geluidssnelheidsmeters hebben een kalibratiecertificaat, waarbij is aangegeven dat het instrument is gecontroleerd door de resultaten te vergelijken met een industriële standaardthermometer en een gekalibreerde zoutoplossing. De geluidssnelheidsmeters worden met elkaar vergeleken middels het gelijktijdig meten van de geluidssnelheid. De gemeten waarden voor de geluidssnelheid zullen worden geregistreerd. Wanneer: Kalibratie: Eens in de 2 jaar, afhankelijk van aanbeveling van de fabrikant. Controle: Vooraf aan alle meetwerkzaamheden. Criterium: Afwijking tussen twee geluidssnelheidsmeters 3 m/s. Rapportage: Gegevens en resultaten worden geregistreerd en opgenomen in het kalibratierapport. 7.5 Patchtest Beschrijving: De patchtest wordt uitgevoerd om de tijdsvertraging, correcte richtingen en de relatieve offset van de multibeam transducers te bepalen. De volgende correcties worden met de patchtest geconstateerd: De hoekafwijking tussen de pitch-as van de bewegingssensor en pitch-as van de transducer. De hoekafwijking tussen de roll-as van de bewegingssensor en roll-as van de transducer. De hoek instelling tussen de heading van de koerssensor en de heading-as van de transducer. De tijdsvertraging (latency) tussen het plaatsbepalingssysteem en het multibeam echolood systeem. Werkmethode: De patchtest bestaat uit het varen van een minimum van vier lijnen per multibeam transducer op een geschikte locatie met zowel een vlakke bodem als een talud met hoogteverschil. Drie van deze sets zijn tegenovergestelde lijnen. Een set bestaat uit evenwijdige lijnen. Elke set is opgezet om een van de vier miswijzigingen te bepalen. Geo Plus, Scheemda Pagina 20 van 24

21 Roll De roll-correctie voor de stuurboord sensor wordt bepaald door twee tegengestelde lijnen (lijn 1 en 2) met volledige overlap, gelijke snelheid en over een relatief vlakke zeebodem te varen. De roll-correctie voor de bakboord sensor wordt bepaald door twee tegengestelde lijnen (lijn 2 en 3) met volledige overlap, gelijke snelheid en over een relatief vlakke zeebodem te varen. Yaw De yaw-correctie voor de stuurboord sensor wordt bepaald door twee parallelle lijnen (lijn 1 en 2) in dezelfde richting met genoeg overlap, gelijke snelheid en over een gebied met talud of over een object te varen. De yaw-correctie voor de bakboord sensor wordt bepaald door twee parallelle lijnen (lijn 2 en 3) in dezelfde richting met genoeg overlap, gelijke snelheid en over een gebied met talud of over een object te varen. Geo Plus, Scheemda Pagina 21 van 24

22 Pitch De pitch correctie voor de twee sensoren wordt bepaald door dezelfde lijn (lijn 1 en 2) in twee richtingen, met gelijke snelheid over een gebied met talud of over een object te varen. Tijdsvertraging (latency) De tijdsvertraging voor het hele meetsysteem wordt bepaald door twee lijnen (lijn 1 en 2) in dezelfde richting met verschillende snelheden en over een gebied met talud of over een object te varen. De correcties worden ingevoerd in de hydrografische opnamesoftware en hierin worden deze toegepast op de ruwe multibeam metingen. Geo Plus, Scheemda Pagina 22 van 24

23 Wanneer: Voor aanvang van alle meetwerkzaamheden indien resultaten daar aanleiding toe geven of bij wijziging van relevante onderdelen van de meetconfiguratie. Criterium: Verschil tussen nieuwe waarden en initiële waarden 0,3 voor heading en pitch, en 0,1 voor roll. Anders worden de instellingen aangepast in de database van de hydrografische opnamesoftware. Rapportage: Gegevens en resultaten worden geregistreerd en opgenomen in het kalibratierapport. 7.6 Absolute dieptecheck Beschrijving: Voor controle van de gehele meetconfiguratie wordt de hoogte van een ijkpunt (bijvoorbeeld een sluisdrempel), waarvan de locatie bekend is bij de opdrachtgever, gemeten. Werkmethode: Het meetvaartuig zal in twee tegengestelde richtingen met gelijke snelheid varen over een sluisbodem, vaste bodem of object, waarbij de diepte van bekend is. Vanuit de opgenomen meetgegevens worden de hoogtes gehaald en vergeleken met de hoogte van het object. Wanneer: Voor aanvang van alle meetwerkzaamheden. Criterium: Verschil tussen gemeten diepte en bekende diepte (maximal 20 meter) 5 cm. Rapportage: Gegevens en resultaten worden geregistreerd en opgenomen in het kalibratierapport. Geo Plus, Scheemda Pagina 23 van 24

24