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... Er/sie/es lehnt sich hier kurz weit aus dem Fenster...

Ich habe seit den Anfang 90ern mehr als einige Auf-/Um-/Auf-/Ab-/Neu-bauten mehr oder weniger mitbegleiten dürfen... das reicht vom EFH-Umbau bis zum Bank-Neubau... meistens allerdings heizungs- und klima-technisch...

In der konkreten Anfrage ging es um "Zahlen", dazu habe ich beigetragen...

Mein Klartext-Name steht übrigens auch dabei, ich bin erreichbar... auch über der Gürtellinie...

Mit kurzen Grüßen an den kurzen Sopelhopser,
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Bei zwei berücksichtigten Fensterlängen ergibt dies 8 Parameter je Echoaufbereitung.

ECHOTIEFE: Es wurde für jedes Echo (Zeitsignal, keineAbschwächungskompensation) und sechs Schwellen (39 dB, 45 dB, 51 dB, 57 dB und 63 dB) ermittelt, welche Zeitspannezwischen erstmaligem und letztmaligem überschreiten der jeweiligenSchwelle lag.Die maximalen Amplituden von Kontrollaufnahmen ohne ausgegebenes Signal lagen bei 35 dB (maximale externe Rauschamplitude).

Für die vertikalen Echos ergibt sich insgesamt ein Parameterraum von:

7 Hintergrundtypen 50 Objekte 25 Orientierungen 2 Kanäle6 Signalaufbereitungen bzw. Schwellen 9 Parameter.

Für die horizontalen Echos ergibt sich insgesamt ein Parameterraum von:

7 Hintergrundtypen 100 Objekte 5 Orientierungen 2 Kanäle6 Signalaufbereitungen bzw. Schwellen 9 Parameter.

Verteilungsparameter der Echofelder der beschallten Einzelobjekte

Aus jedem der oben genannten Parameter (MAX, MEAN, 4.MOM, CF und 6 TIEFEN)der Echos verschiedener Richtungen eines einzelnenbeschallten Objekts wurden sekundär Verteilungsparameterfür die 50 bzw. 100 unabhängigen Objekte ermittelt:

  • Maximalwert der Parameter eines Objekts (MAX)
  • Mittelwert der Parameter eines Objekts (MEAN)
  • Standardabweichung der Parameter eines Objekts (STD)
Als Grundlage für die Berechnung dieser Verteilungsparameter dientenbei den vertikalen Zielen:
  1. das Gesamtfeld aller Richtungen der verschieden orientiertenEchos eines beschallten Objekts der Größe 25 Echos
  2. das zentrale Teilfeld des ersten Feldes der Größe 9 Echos
  3. ein unten links liegendes Teilfeld des zweiten Feldes der Größe 4 Echos
Bei den horizontalen Zielen wurden jeweils die 5 Echos der einzelnen Objekte für die Berechnung der Verteilungsparameter herangezogen.

Für die vertikalen Echos ergibt sich ein Verteilungsparameterraum von:

7 Hintergrundtypen 50 Objekte 2 Kanäle6 Signalaufbereitungen bzw. Schwellen 9 Parameter 3 Verteilungsparameter 3 Echofeldgrößen.

Für die horizontalen Echos ergibt sich ein Verteilungsparameterraum von:

7 Hintergrundtypen 100 Objekte 2 Kanäle6 Signalaufbereitungen bzw. Schwellen 9 Parameter 3 Verteilungsparameter.

Statistik

Aufgrund der gewaltigen Größe der Datensätze können bezüglich fast jedemParameter hochsignifikante Unterschiede zwischen den Parametermittelwertenbei zweier beliebiger Hintergründe gezeigt werden.

Dies entspricht jedoch nicht der Problemstellung der Fledermaus; sie mußanhand der Information weniger Echos die Hintergründe mit maximalerZuverlässigkeit klassifizieren.

Die Echodatensätze wurden anhand der extrahierten Parameter mit verschiedenen Methoden klassifiziert und die Irrtumswahrscheinlichkeitender Klassifikation bewertet.

Parameterkorrelationen

Für alle Parameter der Einzelechos derselben Aufnahmebedingung (gleicher Objekttyp, Echoaufbereitung,Echofenster, Kanal) wurden die Parametermittelwerte errechnet. Alle Parameter der Einzelechos dieserAufnahmedbedingung wurden durch Differenzbildung mit diesem Mittelwertnormiert.

Diese normalisierten fünfdimensionalen Parameterfelder (mit den IndicesEchonummer, Objekt, Kompensation, Kanal, Parameter) wurdenfür die verschiedenen Indices auf verschiede Weise in Teilfelder zerlegt, in denen jeweils ein Index konstant gehalten wurde. DieseTeilfelder wurden als Vektor betrachtet und Korrelationsmatrizender Parametervektoren errechnet. Auf diese Weise wurde ein Vergleichder Parameter unter Variation nur einer Variablen und Konstanthaltungaller anderen Variablen realisiert.

  • Es wurde die Korrelation der normierten Parameter MAX, MEAN, CF, 4.MOM und TIEFEN über 51 und 57 dB berechnet.
  • Es wurde die Korrelation der normierten Parameter in Abhängigkeitvon verschiedenen Signalaufbereitungen errechnet.
  • Es wurde die Korrelation der normierten Parameter in Abhängigkeitvon der Länge des verwendeten Echofensters errechnet.
  • Es wurde die Korrelation der normierten Parameter in Abhängigkeitvom Aufnahmekanal errechnet.

Klassifikation von Hintergrundpaaren anhand einzelnerParameter

Es wurde für alle möglichen vertikalen und horizontalen Paarungen vonHintergrundtypen eine paarweise Klassifikation der Echos anhandjedes einzelnen Echoparameters durchgeführt und die Bayes Errorsfür die Trennung anhand jedes Parameters ermittelt.

Da aufgrund der leicht unterschiedlichen Empfindlichkeiten, Rauschpegel und Frequenzgänge der beidenMikrophone die Parameter der beiden Kanäle sich systematisch objektunabhängigleicht unterschieden, wurde jeweils nur der Kanal mit der schlechteren Klassifikation berücksichtigt, die bessere Klassifikation des anderen Kanalswurde verworfen.

Für diese einfache Klassifikationsmethode wurden die beidenVerteilungsfunktionen des untersuchten Parameters aller Echos der beidenverglichenen Hintergrundtypen übereinandergelegt. Die Trenngrenze wurdefestgelegt an dem Punkt, ab dem die Summenverteilunsfunktion derbeiden Verteilungen die halbe Datensatzgöße überschritt. Entsprechendder Lage der Schwerpunkte der beiden Teilverteilungsfunktionenzur Trenngrenze wurden dann alle Echos anhand der Größedes untersuchten Parameters klassifiziert. Die Bayes Errors ergebensich als Anteil der hierdurch falsch klassifizierten Echosvom Gesamtdatensatz der beiden Hintergründe.

Für jede Hintergrundpaarung und Signalaufbereitung wurde der Parameter ermittelt, anhand dessen sich diebeiden Hintergründe am schärfsten trennen lassen.

Entsprechend wurden die Echofelder der unabhägigen Objekteanhand der Verteilungsparameter MEAN und STDder Echoparameter in diesenFeldern klassifiziert und die Bayes Errors ermittelt.

Der Einfluß der verschiedenen Signalaufbereitungen fürdie Parameterextraktion (Grad der geometrischen Kompensation bzw.Nutzung der Kreuzkorrelation) und der Einfluß derzur Parameterextraktion verwendeten Fensterlänge wurde untersucht.

  • Vergleich: 3 verschiedene Kompensationen für die geometrischeAbschwächung
    Alle Klassifikationsfehler für alle Hintergrundpaarungen anhandder Parameter MAX, MEAN, 4,MOM und CF bei 2 möglichen Fensterlängenmit bzw. ohne Durchführung einer Kreuzkorrelation fürdie drei möglichen Kompensationen wurden errechnet. Aus diesem Datensatz wurdenunter Konstanthaltung aller anderen Parameter die Klassifikationsfehlerbei Kompensation nullter und erster, erster und zweiter und nullter und zweiter Ordnung durch den Wilcoxon signed rank test verglichen.
  • Vergleich: Zeitsignal gegen Kreuzkorrelation
    Alle Klassifikationsfehler für alle Hintergrundpaarungen anhandder Parameter MAX, MEAN, 4.MOM und CF bei 2 möglichen Fensterlängenmit bzw. ohne Durchführung einer Kreuzkorrelation fürdie drei möglichen Kompensationen wurden errechnet. Aus diesem Datensatz wurdenunter Konstanthaltung aller anderen Parameter die Klassifikationsfehlerbei Parameterextraktion aus dem Zeitsignal mit derjenigen aus derKreuzkorrelation durch den Wilcoxon signed rank test verglichen.
  • Vergleich: Kurzes gegen langes Fenster
    Alle Klassifikationsfehler für alle vertikalenHintergrundpaarungen anhandder Parameter MAX, MEAN, 4.MOM und CF bei 2 möglichen Fensterlängenmit bzw. ohne Durchführung einer Kreuzkorrelation fürdie drei möglichen Kompensationen wurden errechnet. Aus diesem Datensatz wurdenunter Konstanthaltung aller anderen Parameter die Klassifikationsfehlerbei Parameterextraktion aus nur dem kurzen Echofenster (Tiefe bis 3,40 m)mit derjenigen aus dem langen Fenster (Tiefe bis 6,80 m) durch den Wilcoxon signed rank test verglichen.

Multivariate Diskriminanzanalysen nach Fisher

Für folgende Klassifikationsaufgaben wurden Diskriminanzanalysendurchgeführt:

  1. Klassifikation der vertikalen Hintergründe anhand vonEchoparametern der Einzelechos
  2. Klassifikation der horizontalen Hintergründe anhand vonEchoparametern der Einzelechos
  3. Klassifikation der vertikalen Hintergründe anhand vonVerteilungsparametern der Parametern der 55-Echofelder einzelner Objekte (Berücksichtigung von 25 Echos zur Klassifikation)
  4. Klassifikation der vertikalen Hintergründe anhand vonVerteilungsparametern der Parametern der 33-Echofelder einzelner Objekte (Berücksichtigung von 9 Echos zur Klassifikation)
  5. Klassifikation der vertikalen Hintergründe anhand vonVerteilungsparametern der Parametern der 22-Echofelder einzelner Objekte (Berücksichtigung von 4 Echos zur Klassifikation)
  6. Klassifikation der horizontalen Hintergründe anhand vonVerteilungsparametern der Parametern der 51-Echofelder einzelner Objekte (Berücksichtigung von 5 Echos zur Klassifikation)

Für alle Klassifikationsaufgaben wurde in mehreren Diskriminanzanalysen die Qualität der Trennung anhand von verschiedenen Teilmengen der möglichenEchoparameter bei verschiedenen Signalaufbereitungen,Abschwächungskompensationen, berücksichtigten Echofensterlängen undSchwellen zur Ermittlung der Echotiefe untersucht.

Bei Klassifikationen anhand von Echoparametern gingen in die Diskriminanzanalyse jeweils die genannten Echoparameter ein.

Bei Klassifikationen anhand von Verteilungsparametern gingen in dieDiskriminanzanalyse jeweils die Verteilungsparameter MAX, MEAN, STD der genannten Echoparameter ein.

Da aufgrund der leicht unterschiedlichen Empfindlichkeiten, Rauschpegel und Frequenzgänge der beidenMikrophone die Parameter der beiden Kanäle sich systematisch objektunabhängigleicht unterschieden, wurden die Klassifikationen für beide Aufnahmekanälegetrennt durchgeführt.

Jede der oben aufgeführten Klassifikationsaufgaben wurde mit verschiedenenTeilmengen an Klassifikationsparametern aus der Gesamtmenge der erhobenen Parameter durchgeführt.

Als verteilungsfreier Ansatz wurde der Parametersatz zufällig in 10 Teile zerlegt und lineare Klassifikationsfunktionen anhand dieser Trainingsdatensätze erstellt. Deren Klassifikationsfehler bei der Klassifikation des Gesamtdatensatzes wurde ermittelt und der Mittelwertder Klassifikationsfehler der 10 so erhaltenen Klassifikationsfunktionenerrechnet.

Im einzelnen wurden oben genannte Klassifikationsaufgaben aufgrund vonvon folgenden Klassifikationsparametersätzen durchgeführt:

  1. Zunächst wurden Diskriminanzanalysen zur Klassifikation der Datensätzeanhand der Echotiefen bezüglich nur jeweils einer Schwelle durchgeführt. Hierdurchsollte festgestellt werden, welche Schwelle zur Ermittlung derEchotiefe eine optimale Klassifikation der Hintergründe erzielt.
  2. Für die verschiedenen durchgeführten Signalaufbereitungen wurdenDiskriminanzanalysen unter Berücksichtigung derParameter MAX und MEAN der langen Echofenster der Einzelechos durchgeführt. Hierdurch sollte ermittelt werden,welche Signalaufbereitung eine optimale Klassifikation der Hintergründeanhand dieser zwei Parameter erlaubt.(Der Parameter CF ist implizit mitberücksichtigt,da dieser in der logarithmierten Skala bereitsals Linearkombination der Parameter MAX und MEAN enthalten ist.)
  3. Für die verschiedenen durchgeführten Signalaufbereitungen wurdenDiskriminanzanalysen unter Berücksichtigung derParameter MAX, MEAN und 4.MOM der langen Echofenster der Einzelechos durchgeführt. Hierdurch sollte ermittelt werden,welche Signalaufbereitung eine optimale Klassifikation der Hintergründeanhand dieser drei Parameter erlaubt.(Der Parameter CF wurde zur multivariaten Diskriminanzanalysenicht verwendet, da dieser in der logarithmierten Skala bereitsals Linearkombination der Parameter MAX und MEAN enthalten ist.)
  4. Diskkriminanzanalysen wurden anhand der drei ParameterMAX, MEAN und 4.MOM der langen Echofenster bei Berücksichtigung aller nicht kreuzkorrellierten Datensätzebei beliebigen Kompensationen durchgeführtund mit den entsprechenden Diskriminanzanalysen anhand der Parameter der kreuzkorrellierten Datensätze verglichen.Hierdurch wurde untersucht, ob der Aufwand einer Kreuzkorrelationeine deutliche Verbesserung bei der Hintergrundqualifikation ermöglicht.
  5. Für die vertikalen Hintergründe wurden Diskriminanzanalysen unter Berücksichtigung obiger drei Parameter unter Verwendung aller Echoaufbereitungenfür die kurzen Echofenster durchgeführt und den entsprechendenDiskriminanzanalysen für die Parameter der langen Echoaufbereitungengegenübergestellt. Hierdurch sollte untersucht werden, ob die Verwertungeiner großen Echotiefe (6,80 m) zur Hintergrundklassifikation notwendig ist, oder ob eine hinreichende Klassifikationsgüte schon bei Verwendung nurder halben Echotiefe (3,40 m) erzielt werden kann. Diese Untersuchung war beiden horizontalen Hintergründen nicht möglich, da das Hauptecho hier erstbei 2,70 m begann, und die größte Echointensität erst zum Ende des kurzen Echofensters erreicht wurde.
  6. Diskriminanzanalysen anhand der 4 ParameterMAX, MEAN und 4.MOM der langen Echofenster und Echotiefe über der Schwelle mit der besten Trenngüte (51 dB(SPL))für die verschiedenen Echoaufbereitungen wurden durchgeführt.
  7. Diskriminanzanalysen anhand der 9 ParameterMAX, MEAN und 4.MOM der langen Echofenster und sechs Echotiefen über der Schwellen 39, 45, 51, 57, 63, 69 dB(SPL) für die verschiedenen Echoaufbereitungen wurden durchgeführt (Tiefenprofil).
  8. Verteilungsfreier Ansatz:
    10 Diskriminanzanalysen anhand der 2 ParameterMAX und MEAN der langen Echofenster für die verschiedenen Echoaufbereitungen wurden durchgeführt.Die Diskriminanzfunktionen wurden aufgrund von 10 disjunktenzufällig gewählten Trainingsdatensätzen im Umfang von nur 10 % des Gesamtdatensatzes errechnet. Aus den Klassifikationsfehlern dieser 10 Diskriminanzfunktionen am Gesamtdatensatz wurden Mittelwert undStandardabweichung errechnet, um die Güte der Klassifikationen unterBerücksichtigung einer unbekannten Parameterverteilungsfunktionen abzuschätzen.
  9. Verteilungsfreier Ansatz:
    10 Diskriminanzanalysen anhand der 3 ParameterMAX, MEAN und 4.MOM der langen Echofenster für die verschiedenen Echoaufbereitungen wurden durchgeführt.Die Diskriminanzfunktionen wurden aufgrund von 10 disjunktenzufällig gewählten Trainingsdatensätzen im Umfang von nur 10 % des Gesamtdatensatzes errechnet. Aus den Klassifikationsfehlern dieser 10 Diskriminanzfunktionen am Gesamtdatensatz wurden Mittelwert undStandardabweichung errechnet, um die Güte der Klassifikationen unterBerücksichtigung einer unbekannten Parameterverteilungsfunktionen abzuschätzen.
  10. Verteilungsfreier Ansatz:
    10 Diskriminanzanalysen anhand der 4 ParameterMAX, MEAN und 4.MOM der langen Echofenster und Echotiefe über der Schwelle mit der besten Trenngüte (51 dB(SPL))für die verschiedenen Echoaufbereitungen wurden durchgeführt.Die Diskriminanzfunktionen wurden aufgrund von 10 disjunktenzufällig gewählten Trainingsdatensätzen im Umfang von nur 10 % des Gesamtdatensatzes errechnet. Aus den Klassifikationsfehlern dieser 10 Diskriminanzfunktionen am Gesamtdatensatz wurden Mittelwert undStandardabweichung errechnet, um die Güte der Klassifikationen unterBerücksichtigung einer unbekannten Parameterverteilungsfunktionen abzuschätzen.
  11. Verteilungsfreier Ansatz:
    10 Diskriminanzanalysen anhand der 9 ParameterMAX, MEAN und 4.MOM der langen Echofenster und sechs Echotiefen über der Schwellen 39, 45, 51, 57, 63, 69 dB(SPL) für die verschiedenen Echoaufbereitungen wurden durchgeführt (Tiefenprofil).Die Diskriminanzfunktionen wurden aufgrund von 10 disjunktenzufällig gewählten Trainingsdatensätzen im Umfang von nur 10 % des Gesamtdatensatzes errechnet. Aus den Klassifikationsfehlern dieser 10 Diskriminanzfunktionen am Gesamtdatensatz wurden Mittelwert undStandardabweichung errechnet, um die Güte der Klassifikationen unterBerücksichtigung einer unbekannten Parameterverteilungsfunktionen abzuschätzen.

Ergebnisse

Grobstruktur der Echos

Um einen Eindruck typischer Echostrukturen der beschallten Hintergründe zu visualisieren sind im Folgendenausgewählte (typische) Echos der verschiedenen Hintergründe in Form von Sonagrammenmit Zeitsignal und Kreuzkorrelation dargestellt.

Die hier gezeigten Echos wurden nicht für die geometrische Abschwächungkompensiert.

Das Hauptfenster zeigt ein Sonagramm des vollständigen Echos. Die Abszisseentspricht der Zeitachse der Aufnahme (0 - 40 ms); die Ordinate der Frequenzachse (0 - 150 kHz). Die Intensitäten sind farbcodiert, die Skala(konstant 18 - 68 dB bei vertikalen Hintergründen, 20 - 50 dB bei horizontalenHintergründen) rechts beigefügt. Die Sonagrammpunkte wurden mit einer1024 Punkt-FFT über einem 256-Punkt-Hanning-Fenster das in eine Nullfunktionder Gesamtlänge 1024 eingebettet war mit einem Überlapp von 984 Punktenerrechnet.

Darunter befindet sich das Zeitsignal. Die Abszisse entspricht derZeitachse des Sonagrams, die Ordinate stellt die automatisch skalierte Amplitude dar.

Darunter befindet sich die Kreuzkorrelation des Echos mit dem ausgesandten Ortungssignal. Die Abszisse entspricht hier der Distanz, die der Zeitverschiebung der Kreuzkorrelation bei gegebener Schallgeschwindigkeitentspricht (0 - 6,80 m); die Ordinate stellt dieautoskalierte Amplitude dar. Diese Darstellung nähert dieImpulsantwort des Hintergrundes an, dadurch ist die Distanz starkerReflektoren gut abzulesen.

In allen Echoaufnahmen ist zu Beginn der Aufnahme der direkte akustischeÜbersprecher des Lautsprechers auf die Mikrophone enthalten. Es folgtab ca. 8 ms das tatsächliche vom Beschallungsobjekt reflektierte Echo.Dieses ist in der Nähe des Sonarkopfes (kurze Laufzeiten) deutlich intensiverund fällt zu größeren Distanzen hin aufgrund von geometrischer undatmosphärischer Abschwächung ab.

Im Folgenden sind Deskriptionenhäufiger - jedoch nicht allgemeingültiger -typischer Echoeigenschaftender beschallten Hintergründe aufgeführt.Einige der angeführten Eigenschaften sind in der Kreuzkorrelation leichter zu erkennen als im Zeitsignal oder Spektrogramm.

Da der zur Beschreibung von Echostrukturen zur Verfügung stehende Wortschatz bislang wenig reichhaltig, verbreitet oder standardisiert ist,verwende ich hier folgende Bezeichnungen:

  • Echo: Allgemeine Bezeichung für das von einer (einfachen oder auch komplexen ausgedehnten) Struktur reflektierte Signal. (Das Echo eines Baumes kann dementsprechend als Zusammensetzung vieler Teil- oderEinzelechos dessen Teilstrukturen betrachtet werden.)
  • Glint: Sehr kurze, weitgehend kohärente Einzelreflexion einer spiegelnden Oberfläche (in der Kreuzkorrelation scharfer Puls).
  • Echogruppe: Anhäufung von dicht aufeinanderfolgendenEinzelechos, die nicht notwenigerweise nur aus einem Glintbestehen

Vertikale Hintergründe

Figure:Sonagramme der Echos vertikaler Hintergründe

Die Echos eines Beschallungsobjektes weisen sehr verschiedeneGrobstrukturen auf, je nach Ort und Ausrichtung der Reflektoren (etwa Blätter) in der Schallkeule. Echos benachbarter Beschallungsrichtungen weisen häufignoch entsprechende Echogruppierungen auf, die durchblättertragende Äste verursacht werden, deren Position in der Schallkeulebenachbarter Beschallungsrichtungen noch ähnlich sein kann. Bei weiterentfernten Beschallungsrichtungen ist eine solche Korrelation jedoch im allgemeinen nicht mehr zu finden. Die Existenz und Lage solcher Echogruppenhängt von der Beschallungsrichtung und der räumlichen Struktur der beschalltenObjekte ab.

  • Apfelbaum: Die Aufnahmen weisen häufig mehrere deutliche Echogruppen auf,die durch die inhomogene Verteilung einzelner Äste mit den Reflektoren im Raum korrelierbar sind. Es treten große Einzelamplituden auf, diedurch frontal ausgerichtete Einzelblätter verursacht werden.Die Maximalamplituden benachbarter Richtungen haben im allgemeineneine ähnliche Größenordnung
  • Fichte: Die Aufnahmen weisen deutlich schlechter abgegrenzteEchogruppen auf. Dies ist am Objekt gut zu korrelieren mit der gleichmäßigerenVerteilung im Raum der feiner verzweigten Äste. Es treten keinesehr großen Maximalamlituden auf, was aufgrund des Fehlens großer flächigerReflektoren plausibel erscheint.
  • Rotbuche: Es treten deutliche Glints  und hohe Maximalamplituden auf. Die Maximalamplituden benachbarter Beschallungsrichtungensind häufig sehr verschieden. Dies entspricht am Objekt der ähnlichenOrientierung der Blätter eines Buchenastes, die nur bei einer entsprechendenBeschallungsrichtung den Schall gemeinsam zurückreflektieren.
  • Schlehenhecke: Die Echointensität ist relativ homogen überdie Reflexionszeit verschmiert. Echogruppen sind nicht deutlichausgeprägt. Die Grobstruktur der Echos benachbarter Beschallungsrichtungen ähnelt sich stark. Dies korreliert gut mit der statistisch weitgehend homogenen Verteilung und Ausrichtung derReflektoren im Raum. Es treten deutlicher herausragende Einzelechosals bei der Fichte auf. dies entspricht der etwas flächigeren Einzelreflektoren.
  • Maisfeld: Auffällig ist die rhytmische (periodische) Strukturdes Gesamtechos. Dies wird verursacht durch die äquidistanten Pflanzlinien.Die Amplituden innerhalb eines Echos sowie zwischen benachbarten Echosvariieren sehr stark. Dies entspricht der Ausrichtung der extrem großenReflektoren mit scharf definierter Glanzrichtung. Deutliche Glints.
  • Felswand: Die gesamte Echoenergie wird in einem relativkurzem Zeitfenster reflektiert. Dies entspricht der geringen Reflexionstiefe.Echointensitäten sind relativ richtungsinvariant. Dies ist zu erklären durchdie vielen Reflexionsflächen mit statistischer Ausrichtung.
  • Betonmauer: Die gesamte Echoenergie liegt in einer einzigenReflexion. Die Intensität variiert extrem mit der Orientierung derBeschallungsrichtung zur Wand.

Horizontale Hintergründe

Figure:Sonagramme der Echos horizontaler Hintergründe

Da die horizontalen Hintergründe in erster Näherung ebene Strukturendarstellen, die unter einem Streifwinkel von beschallt wurden,wird die Grobstruktur bzw. die Echoeinhüllende maßgeblich bestimmt vonder Form der Schallkeule und deren Schnitt mit der beschallten Ebene.Die zeitliche Ausdehnung und Form der Transferfunktion einer glatten Ebene bei Beschallung mit einem Sonarsystem bekannter Richtcharakteristik ist abhängig vom Streifwinkel der Beschallung [38].Die größte Intensität tritt nicht direkt zu Beginn des Echosauf, sondern zwischen kürzester Reflexionsdistanz und Schnittpunktder Schallkeulenachse mit der Ebene.

Unterschiede bestehen hier vor allem in der reflektierten Gesamtintensität sowie in der Feinstruktur des Echos bzw. der Existenzund Größe einzelner Glints.

  • Geeggter Acker: Einzelechos treten kaum auffällig in Erscheinung, homogene Gesamtstruktur.
  • Grobscholliger Acker: Es sind sowohl deutliche Einzelechosals auch eine gewisse Inhomogenität in der Grobstruktur des Echos zu erkennen.Dies läßt sich durch Reflexionsflächen der aufgeworfenen Erdschollen und durchdie vom Pflug aufgeworfenen weiträumigeren Bodenunebenheiten erklären.
  • Kies: Sehr hohe Maximalintensität und Gesamtenergie, ausgeprägteGlints. Diese können durch dieflachen Reflexionsfacetten einzelner Kieselsteine, die senkrecht zurBeschallung ausgreichtet sind, erklärt werden.
  • Straße: Geringere Gesamtenergie und geringere Glints im Vergleich zu Kies. Die Oberfläche ist deutlich glatter als dieKiesoberfläche und hat kleinere Reflexionsfacetten.
  • Ungemähte Wiese: Sehr hohe Echointensitäten. Es treten deutlicheGlints auf. Dies ist erkärbar durch Blätter die zum Teilsenkrecht zur Beschallungsrichtung ausgerichtet sind. Auf Flächen mit einer rauhen Oberfläche wird die einfallende Energie bei der Reflexion gleichmäßiger in verschiedene Richtungen gestreut als aufglatten Flächen mit scharfer Richtcharakteristik. Dementsprechend wirdvon rauhen Oberflächen bei Beschallung aus einer Nichtglanzrichtung mehr Energie in die Beschallungsrichtung zurückreflektiert als von glatterenFlächen.
  • Rasen: Ähnlich wie die ungemähte Wiese, jedoch Glints deutlich unscheinbarer.
  • Wasseroberfläche: Unter schrägem Einfall wird von der Oberfläche nahezu die gesamte Energie weggereflektiert. Nurvon direkt unter dem Sonarkopf (in 1,35 m Distanz), wo zwar geringeSchallintensitäten auftreten, aber die Ausrichtung senkrecht zur spiegelnden Oberflächeist, ist ein deutliches Echo zu verzeichnen.

Absolute Intensitäten der Echos

In den folgenden Tabellen sind die Schalldruckpegel der von denverschiedenen Objekten reflektierten Echos verzeichnet.Für alle (nicht kompensierten und nicht kreuzkorrelierten) Echoswurden die Maximalpegel und die Mittleren Pegel über das langeEchofenster berechnet. In den Tabellen sind für dieverschiedenen Hintergrundtypender Mittelwert und die Standardabweichung der Maximal- und MittlerenPegel der Einzelechos für alle Beschallungsrichtungen aufgeführt (Angaben in dB(SPL), Eichung auf Mikrophonempfindlichkeit bei 50kHz).


Honig Gut Abnehmen Quick cr. Römerberg- Sie versteht es, auch dannzünftig zu feiern, wenn - anders als im vergangenen Jahr – keinaktuelles Jubiläum ansteht: Die großartige Gemeinschaft der„Lebenshilfe Speyer-Schifferstadt“, die sich jetzt - „einfach nurso“ - im Katholischen Pfarrheim in Römerberg-Heiligenstein traf, um- so auch das Motto des Abends - „gemeinsam ins Neue Jahr“ zustarten. Und mit ihnen zusammen „starten und feiern“ wollten auchdie vom Vorsitzenden der „Lebenshilfe Speyer-Schifferstadt“,Gerhard Wissmann, herzlich begrüßten Ehrengäste dieses Abends, dieaus Überzeugung zugleich auch durchweg Mitglieder dertatkräftigen Vereinigung sind: Die Speyerer Sozialdezernentin,Bürgermeisterin Monika Kabs, ihre SchifferstadterKollegin Ilona Volk, und der Bürgermeister derneuen Verbandsgemeinde Römerberg-Dudenhofen, ManfredScharfenberger sowie die ganz „in den Schoß derKommunalpolitik zurückgekehrte, langjährige LandtagsabgeordenteFriederike Ebli nebst ihrer kessen EnkelinLeonie. Gekommen waren auch der langjährige Freund undFörderer der „Lebenshilfe“, der frühere Speyerer Domdekan,Prälat Hubert Schuler sowie „als guter Nachbar aus derSpeyerer Herdstraße“, der „Linken“-Stadrat AurelPopescu..