サイドスキャンソナーとマルチビームの違いを徹底解説：海の地形を読む2つの視点

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はじめに

海の調査や海底マッピングで使われる測量機器にはいくつかのタイプがあります。その中でも代表的なものがサイドスキャンソナーとマルチビームです。サイドスキャンソナーは海底の横方向の様子を高解像度で描く画像を作ります。一方、マルチビームは海底の深さを正確に測り、3次元的な地形図を作成します。これらは目的が違い、現場での使い方も変わります。これらの違いを理解せずに使うと、物体の大きさや深さの推定が誤りやすく、報告書の信頼性にも影響します。現場では両方を組み合わせて活用するケースも多く、データの性質を理解して選択することが重要です。


この記事では、それぞれの仕組み・データの特徴・実際の使い方・選び方のポイントを、初心者にも分かりやすく解説します。

結論としては「目的に応じて適切な機器を選ぶこと」が最も重要であり、安易な比較だけで決めないことが大切です。

サイドスキャンソナーの特徴と用途

仕組みとデータの見え方

サイドスキャンソナーは船の両側に広がる音波のビームを使って、海底の地形を横から描き出します。音波は水中を伝わり、海底に当たって反射して戻ってくる時間を測定します。反射の強さと戻ってくる速さから、海底の表面の特徴を画像として表示します。横方向の解像度が高く、岸寄りの砂州、岩、漁礁、沈埋物などの形状をわかりやすく描き出します。データは通常、灰色の画像として視覚化され、物体の“影”として見えるのが特徴です。海底の微細な突起も捉えられることがあり、潜在的な危険物や埋設物の候補を特定します。

しかしながら、サイドスキャンソナーは深さ情報を直接的には提供しません。距離と角度に依存するため、海底の正確な高度（深さ）を求めるには別のデータが必要です。

この点を理解しておくと、求める情報が“形状の豊富な画像”か“正確な深さデータ”かを判断する際の指標になります。

使い方のコツは航海速度とビームの幅を適切に設定すること。速度が速すぎると解像度が落ち、遅すぎると調査時間が長くなる点です。

活用例

サイドスキャンソナーは沈船探査、漁礁や人工物の位置把握、海底地形の“影”を読み取る作業などに使われます。浅い水深の周囲や複雑な地形の現場では特に威力を発揮します。現場の実務では、船が一定の速度で走りながら左右のビームを作成し、帰還した音波のデータをリアルタイムでモニターします。得られた画像は、後処理ソフトで輝度を調整したり、他のデータと組み合わせて物体の大きさを推定したりします。現場での判断材料として、形状の特徴、陰の位置、隣接する地形との関係を総合的に評価することが重要です。

注意点として、海中の塩分や水温、底質の影響を受け、反射強度が変化することがあります。これにより同じ物体でも見え方が異なることがあるため、データの比較には一貫した条件が必要です。

データの実例と表現

項目	サイドスキャンソナー	マルチビーム
データの主な用途	海底の形状・障害物の画像化	海底高低の測量・地形図作成
解像度の特徴	横方向の解像度が高いことが多い	深さ方向の分解能が高い
深さ情報の有無	ほぼなし	あり
適用深さの目安	浅い〜中深程度	中深〜深海域まで
処理の難易度	比較的簡便、視覚的	数値処理が多く複雑

活用の実例と注意点

現場の実践では、サイドスキャンソナーの画像を起点に、マルチビームで深さデータを補完するケースが多いです。これにより、物体の形状と深さを同時に把握でき、港湾の安全性評価や潜在的な障害物の特定に役立ちます。

ただし、画像だけでは深さが分からないことを意識して、必ず深さデータと地形データの整合性を確認しましょう。データ品質を保つためには、航走条件の統一、機器の校正、後処理の一貫性が不可欠です。

マルチビームの特徴と用途

仕組みとデータの見え方

マルチビームエコサウンダーは、海底の下方へ複数の音波ビームを放ち、それぞれのビームが海底から反射して戻ってくる時間を測定します。ビームは扇形を作り、船の前方を含む広い範囲をカバーします。データは基本的に深さ値の集合（グリッド）として生成され、3D地形モデルへと変換されます。白地図のような深さの地図で、海底のスロープや丘、谷の形が正確に表示されます。

マルチビームは深度計測に特化しており、地形の陰影やエッジの微妙な傾斜まで検出します。音波の周波数、ビーム数、走航速度などの設定により解像度とデータ量が大きく変化します。

リアルタイムでの可視化は難しくても、後処理での格子化や陰影の補正、統合が進むことで、信頼性の高い地形図が作成できます。

ポイントは「正確な深さデータが欲しい場合にはマルチビームを選ぶ」という点です。

活用例

マルチビームは海底地形図の作成、港湾や航路の保全、ダム湖の底の測量、沈船・遺物の3D復元など、定量的な評価に強い武器です。データ量が大きくなるため、処理能力やストレージの準備が欠かせません。現場では、走航速度を適切に保ちながらビーム数を増減させ、必要な深さ解像度と範囲を両立させます。海流や天候によるノイズを低減するためのQC作業も重要です。

違いを把握するポイント

ここまでの特徴を踏まえれば、次の点が理解の鍵になります。

1) データの“目的”が異なる。画像中心か、深さ中心か。

2) 解像度の方向性が違う。横方向か深さ方向か。

3) データ量と処理の難易度が異なる。現場の運用コストにも影響する。

4) 現場の条件に応じて組み合わせることで、情報の信頼性と網羅性が高まる。

強調したいのは「目的に応じて機器を選び、必要であれば両方を併用する」という実務的な発想です。これにより、海底の形と深さの両方を正確に把握でき、設計や保全、研究の質を高めることができます。

ピックアップ解説

AさんとBさんの雑談風小ネタです。Aさん: ねえ、サイドスキャンソナーとマルチビームって、結局どこが違うの？同じ sonar じゃないの？
Bさん: いい質問だね。ざっくり言うと、サイドスキャンソナーは海底の“形”を横から見て画像にする道具。波打つ影のような見え方で、物体の形状や位置を直感的に掴める。一方、マルチビームは海底の“深さ”を測る道具。複数の音波ビームで海底の深さデータを集め、3D地形図を作ることが得意だ。
Aさん: つまり、サイドスキャンは写真、マルチビームは地形の地図みたいな感じか。
Bさん: そのとおり。現場では両方を使って、物体の形と深さを同時に把握するのが最も現実的。あなたが海辺のボトルネックを調べたいとき、どちらかだけに頼るのはリスクがある。両方を組み合わせると、見え方と深さの矛盾を減らせるんだ。
Aさん: なるほど。じゃあ目的に合わせて道具を選ぶのがコツだね。

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