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Sonde SBE19plus

Publié le dimanche 16 mai 2004.


La sonde CTD SBE 19plus de chez SeaBird permet de réaliser des mesures de pression, température et salinité de l’eau de mer.

Quatre voies A/D permettent d’utiliser des capteurs supplémentaires (Oxygène, Lumière, Fluorescence, etc...).

Cette sonde est fixée au bout d’un câble et enregistre les données en mémoire au rythme de 4 cycles/secondes.

Une fois l’instruments sur le pont, le contenu de la mémoire est transféré sur un PC et les données converties en valeurs physique grâce au logiciel SBEProcessing.

Préliminaire

Ce document décrit l’utilisation des logiciels d’acquisition et de traitement sous Windows pour la bathysonde SBE19.

Cette sonde enregistre les données de température, salinité et pression en mémoire.

Des capteurs supplémentaires peuvent être installés en fonction des besoins comme le nouveau capteur d’oxygène SBE43, des fluorimètres (WetStar, Chlam, Seatech) ainsi que des capteurs de lumière (PAR de chez LICOR).

Il est possible de réaliser plusieurs profils à suivre et de ne vider la mémoire qu’une fois par jour.
Pour la préparation de la sonde, se reporter au document technique CTD19plus Manual and repair.

Une version au format PDF de ce document est disponible à la fin du document.

Caractéristiques

En standard, la sonde est livrée avec les caractéristiques suivantes :

Utilisation

PRÉPARATION DE LA BATHYSONDE :

MISE A L’EAU ACQUISITION :

Traitement

EXTRACTION DES DONNÉES :

DÉCODAGE DES DONNÉES :

Nous allons utiliser un fichier de traitement <cruise>.batch, lancé par le programme
SBEBATCH qui va appeler respectivement les programmes DATCNV, FILTER, ALIGNCTD, LOOPEDIT, DERIVE, BINAVG, DERIVE,ASCIIOUT et SEAPLOT.

Pour le traitement, nous utiliserons l’arborescence suivante :

c:\seasoft
c:\seasoft\ecotem6 -> *.psa,*.con,*.batch,*.bat
c:\seasoft\ecotem6\data -> *.hex,*.cnv,*.asc,*.hdr
c:\seasoft\ecotem6\data\plots -> *.jpg

Sous le répertoire seasoft, nous allons créer un répertoire par campagne.

Nous y copierons les fichiers de configuration *.psa des différents logiciels de traitement (SbeDataProcessing).

A partir de la version 5.31, les anciens fichiers de configuration binaire (*.psu) sont remplacés par des fichiers de configuration en ASCII au format XML. Voir le lien suivant pour plus de détails.

Le fichier ecotem6.batch contiendra les lignes suivantes :

datcnv /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.hex /oc:\seasoft\ecotem\data /pc:\seasoft\ecotem\datcnv.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
filter /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem\data /pc:\seasoft\ecotem\filter.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
alignctd /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem\data /pc:\seasoft\ecotem\alignctd.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
celltm /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem\data /pc:\seasoft\ecotem\celltm.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
loopedit /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem\data /pc:\seasoft\ecotem\loopedit.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
derive /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem\data /pc:\seasoft\ecotem\derive_O2.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
binavg /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem6\data /pc:\seasoft\ecotem6\binavg.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
derive /f%1.cnv /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem6\data /pc:\seasoft\ecotem6\derive.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
asciiout /f%1 /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem6\data /pc:\seasoft\ecotem6\ascii_out.psa /cc:\seasoft\ecotem6\ecotem6.con
seaplot /f%1 /a-O2 /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem6\data\plots /pc:\seasoft\ecotem6\SeaPlot_O2.psa
seaplot /f%1 /a-PAR /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem6\data\plots /pc:\seasoft\ecotem6\SeaPlot_PAR.psa
seaplot /f%1 /a-DZDT /ic:\seasoft\ecotem6\data\%1.cnv /oc:\seasoft\ecotem6\data\plots /pc:\seasoft\ecotem6\SeaPlot_DZDT.psa

Le traitement des stations se fera en utilisant un fichier batch process.bat contenant la ligne suivante :

"C:\Program Files\Sea-Bird\SBEDataProcessing-Win32\SBEBatch.
exe" c:\seasoft\ecotem6\ecotem6.batch eco6%1 %2

Pour l’utiliser, sous Windows 98, placer un raccourci de process.bat sur le bureau et modifier ses propriétés (onglet raccourci, champ cible), contenant la ligne suivante :

C:\seasoft\process.bat ?

Le point d’interrogation permet d’ouvrir une boite de dialogue permettant la saisie du numéro de station qui sera utilsé à la place de la variable %1.

Lors de la mise en place de la chaîne de traitement, il sera nécessaire d’adapter le parametrage de chacun des modules en fonction de la configuration de la sonde. Pour cela il sera nécessaire d’exécuter manuellement chacun des programmes afin de générer ou modifier puis sauvegarder les fichiers de configuration (*.psa) en utilisant l’option #w à la place de la variable %2.

C:\seasoft\ecotem6\process.bat 001 #w

Sous Windows 2000 ou XP, il faudra utiliser la console de commande ou Cygwin et entrer la commande suivante :

C:\seasoft\ecotem6\process.bat 001

On pourra traiter l’ensemble de la campagne en une seule fois en utilisant des caractères génériques comme ?? ou *.

C:\seasoft\ecotem6\process.bat 0??

L’utilisateur se référera au manuel Seabird pour une description plus détaillée des options et configurations de chacun des programmes, et plus particulièrement filter et alignctd en fonction du matériel et des capteurs utilisés.

On peut rajouter dans le traitement le programme split qui va créer 2 fichiers, l’un pour le profil de la descente, qui sera préfixé avec la lettre d pour downcast, l’autre avec la lettre u pour upcast.

Sinon, choisir l’option « downcast only » dans binavg pour ne garder que le profil de la descente dans le fichier intermédiaire d’extension .cnv.

Chaque programme utilisera un fichier intermédiaire d’extension .cnv en entrée comme en sortie. Ce fichier pourra être soit ASCII ou binaire. Le choix étant réalisé dans le programme datcnv.

Visualiser ensuite manuellement les profils avec seaplot depuis le programme SBEDataProcessing ou directement depuis le sous-repertoire plots ou auront été créé les fichiers image jpeg.

TRAITEMENT DES DONNEES :

Le traitement est basé sur un script Perl qui permet d’extraire les entêtes de stations puis, en fonction du format de sortie des fichiers de données, de générer des fichiers standards qui seront utilisables par la suite sous Matlab.

Ce traitement fonctionne indifféremment sous Windows (avec Cygwin), Linux ou Solaris.

Le traitement avec Perl nécessite l’installation préalable des modules Date::Manip et seawater.

Ecrire et préparer le script Perl en fonction du contenu des fichiers .cnv (ou .hdr, .asc) générés par Seasoft, puis lancer le script de traitement des fichier.

Pour cela, se placer dans le répertoire de traitement (c:\seasoft\data) et lancer la commande suivante :

ctd-ecotem6.pl eco6???.hdr

L’utilisation des caractères génériques permet de traiter un ensemble de stations en une seul fois.

Ensuite, vérifier le contenu du fichier des entêtes généré
(ecomtem4.hdr) ainsi que du fichier de données (ecotem4_ctd).

Le fichier d’entête doit contenir les lignes suivantes :

ECOTEM6 CAP MORGANE IRD SBE19+
St Heure Date Latitude Longitude Profondeur
001 09:00 04/05/2004 13°51.77 S 044°05.95 E 333
002 13:00 07/05/2004 16°04.40 S 041°55.00 E 320
003 09:30 08/05/2004 16°45.21 S 041°45.25 E 321
004 11:26 10/05/2004 17°03.25 S 042°05.14 E 283
005 07:00 12/05/2004 13°35.49 S 046°00.01 E 334

Si ce n’est pas le cas, vérifier et corriger éventuellement les données correspondants à l’entête dans le fichier d’origine d’extension .hex et exécuter de nouveau le processing pour la ou les stations corrigées ainsi que le script Perl.

Une fois que tous les entêtes seront correctement lus et formatés on pourra passer à l’étape suivante sous Matlab
ou on utilisera le fichier ecotem-6_ctd ayant le format suivant :

ECOTEM6 CAP MORGANE IRD SBE19+
ST PRES TEMP PSAL DENS SVEL DOX1 FLU2
LGHT CNDC
1 -1 125.375 -13.8628 44.0992 20040504090000 1e36 1e36 1e36 1e36
1 1 28.804 32.608 20.334 1540.59 3.46666 0.8320 119.2900 5.360171
1 2 28.815 34.526 21.770 1542.64 3.06856 0.8156 258.6200 5.640749
1 3 28.823 34.675 21.880 1542.83 3.05959 0.7122 247.6100 5.663224
1 4 28.823 34.687 21.888 1542.86 3.05345 0.6322 253.2300 5.664974
1 5 28.828 34.689 21.889 1542.89 3.16003 0.4069 236.9900 5.665824
1 6 28.834 34.693 21.889 1542.92 3.39182 0.1378 190.7600 5.667011
1 7 28.834 34.692 21.889 1542.94 3.40376 0.1494 192.2900 5.667061

La première ligne contient les méta-données. La deuxième ligne contient une description des n colonnes au format ROSCOP permettant d’identifier les paramètres physiques mesurés.

La suite du fichier est une matrice Matlab n colonnes ou les
entêtes des stations sont identifiés par une profondeur égale à -1.

On y trouve le jour julien, la position (lat et lon) exprimés en décimal.

Le champ suivant correspont à la date au format YYYYMMJJhhmmss.

Les colonnes non utilisées sont mises à 1e+36.

VISUALISATION DES DONNEES SOUS MATLAB :

Lancer ensuite le programme Matlab puis se placer dans le répertoire de traitement et exécuter le script datagui.m

Sélectionner à l’aide des menus déroulants le type de données, la campagne.

Une fois les données chargées en mémoire, choisir le type de fond de carte puis sélectionner avec le curseur graphique une station.

Le graphe de la station s’affichera ensuite dans une nouvelle fenêtre.

Passer d’une station à l’autre avec les boutons Last et Nextou en cliquant directement sur la position d’une station.

Il est également possible de visualiser une coupe en sélectionnant les stations de début et de fin en fonction soit du temps, de la latitude ou de la longitude.

La configuration du logiciel est sauvegardée automatiquement dans le répertoire courant dans le fichier datagui.mat.

Si ce fichier n’est pas présent, il sera alors automatiquement créé avec des valeurs par défaut.

LISTE DU MATERIEL :

Afin d’utiliser dans de bonnes conditions cet instrument de mesure, il faudra embarquer le matériel suivant :

SBE19+
Mode d’emploi de la sonde
CTD Sea-Bird SBE19plus
SEACAT Profiler SBE19 plus