다중빔 음향측심기 자료의 이상치 보정에 관한 연구

Abstract

해저면의 지형과 형상을 조사하기 위해 획득되는 다중빔 음향측심자료는 조사선의 움직임과 빔의 위치에 따른 음압의 보정부족 등에 기인하는 이상치를 포함하고 있다. 이 연구에서는 자기회귀이동평균(ARMA)기법을 이용하여 이상치에 의해 왜곡된 자료를 보정해주는 통계학적 절차를 소개하고 이를 동해에서 얻어진 자료에 적용하였다. 이 방법에서는 자료의 자기 상관을 1차 자기회귀모형 AR(1)으로 표현하고 이를 추정한 후 추정된 모형에 현저하게 부합하지 않는 자료(이상치)는 추정된 모형을 인용하여 수정한다. 이러한 방법을 이상치가 발견되지 않을 때까지 반복적으로 되풀이한다. 자료의 처리결과 해저지형을 나타내는 신호에 비해 월등히 큰 이상치들이 대부분 제거되었음을 볼 수 있다.

Multibeam echosounder data, collected to investigate seabed features and topography, are usually subject to outliers resulting from the ship's irregular movements and insufficient correction for pressure calibration to the positions of beams. We introduce a statistical method which adjusts the outliers using the ARMA (Autoregressive Moving Average) technique. Our method was applied to a set of real data acquired in the East Sea. In our approach, autocorrelation of the data is modeled by an AR (1) model. If an observation is substantially different from that obtained from the estimated AR (1) model, it is declared as an outlier and adjusted using the estimated AR (1) model. This procedure is repeated until no outlier is found. The result of processing shows that outliers that are far greater than signals in amplitude were successfully removed.