Side scan sonar: principe, toepassingen en beeldinterpretatie

Een side scan sonar zendt akoestische pulsen uit in een platte waaier, onder een lage hoek aan beide zijden van de sonarvis die achter het schip wordt gesleept. De pulsen raken de bodem schuin en het gereflecteerde signaal wordt opgevangen en omgezet naar intensiteitswaarden.

Harde, ruwe oppervlakken zoals rotsbodem of metalen objecten reflecteren meer energie en verschijnen als lichte zones in het beeld. Zachte bodems zoals slib absorberen meer energie en geven een donkerder toon. Objecten die boven de bodem uitsteken — een wrak, een bom, een container — werpen een karakteristieke akoestische schaduw. Die schaduw is vaak het eerste wat een ervaren analist opvalt. Na correctie voor de schuine meetgeometrie (slant range correctie) en de vaarsnelheid ontstaat een ruimtelijk correct akoestisch bodemkaart.

Side scan en multibeam meten fundamenteel verschillende grootheden. Multibeam meet diepte en geometrie; side scan meet reflectiviteit en geeft een beeld. Voor objectdetectie heeft side scan een groot voordeel: de schuine invalshoek creëert schaduwen die objecten zichtbaar en herkenbaar maken. Voor geometrische nauwkeurigheid en positiebepaling wint multibeam.

In de praktijk worden beide systemen dan ook vaak gecombineerd ingezet. Multibeam levert het geometrische bodemmodel; side scan levert de textuur en objectherkenning. Noord-Survey beschikt over beide systemen en kan ze tegelijk inzetten.

Side scan sonar is bij uitstek geschikt voor wrakdetectie. Een wrak is een groot, hard, hoekig object dat boven de bodem uitsteekt — het akoestische equivalent van een duidelijke schaduw op een luchtfoto. De surveylijnen worden gepland op een lijnafstand die volledige bodembedekking garandeert, zodat geen enkel object tussen twee lijnen doorvalt.

Na detectie met side scan volgt doorgaans nadere inspectie met een ROV of multibeam om de positie, de minst waterdiepte en de toestand van het wrak nauwkeurig vast te stellen. Noord-Survey heeft met side scan sonar talloze wrakken, vliegtuigresten en verloren objecten op de zeebodem gelokaliseerd.

Onderzeese kabels en pijpleidingen verschijnen als een lange, dunne lichte lijn in het sonarbeeld. Vrij hangende secties — free spans — zijn herkenbaar aan de schaduw die eronder verschijnt: de kabel heeft dan geen contact met de bodem. Free spans kunnen door stroming oscilleren en leiden uiteindelijk tot breuk.

Noord-Survey zet side scan in als screeningstool langs de volledige tracéroute. Verdachte zones worden daarna nader bekeken met een ROV. Bij windmolenparken inspecteert Noord-Survey exportkabels van tientallen kilometers op free spans, ontbedekking en beschadiging.

Het lezen van een side scan sonarbeeld is specialistisch vakwerk. Een analist onderscheidt directe reflectie van akoestische schaduw, herkent sedimenttypes op basis van backscatter-intensiteit en identificeert objecten op basis van hun schaduwvorm en reflectiepatroon. Biologische structuren als schelpenbanken en bodembewegingspatronen als zandribbels geven herkenbare patronen.

Een valkuil is het samenvoegen van beelden van meerdere surveylijnen: omdat de schaduwrichting per lijn wisselt, ziet hetzelfde object er vanuit tegengestelde richtingen anders uit. Noord-Survey levert geïnterpreteerde sonarrapporten en backscatterclassificatiekaarten als eindproduct.