Published April 14, 2021 | Version v1
Publication Open

Semi-automated counting of complex varves through image autocorrelation

Creators

  • 1. University of Minnesota
  • 2. Universidad Nacional de Córdoba

Description

Abstract Annual resolution sediment layers, known as varves, can provide continuous and high-resolution chronologies of sedimentary sequences. In addition, varve counting is not burdened with the high laboratory costs of geochronological analyses. Despite a more than 100-year history of use, many existing varve counting techniques are time consuming and difficult to reproduce. We present countMYvarves, a varve counting toolbox which uses sliding-window autocorrelation to count the number of repeated patterns in core scans or outcrop photos. The toolbox is used to build an annually-resolved record of sedimentation rates, which are depth-integrated to provide ages. We validate the model with repeated manual counts of a high sedimentation rate lake with biogenic varves (Herd Lake, USA) and a low sedimentation rate glacial lake (Lago Argentino, Argentina). In both cases, countMYvarves is consistent with manual counts and provides additional sedimentation rate data. The toolbox performs multiple simultaneous varve counts, enabling uncertainty to be quantified and propagated into the resulting age-depth model. The toolbox also includes modules to automatically exclude non-varved portions of sediment and interpolate over missing or disrupted sediment. CountMYvarves is open source, runs through a graphical user interface, and is available online for download for use on Windows, macOS or Linux at https://doi.org/10.5281/zenodo.4031811 .

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

يمكن أن توفر طبقات الرواسب ذات الدقة السنوية، والمعروفة باسم VARVES، تسلسلًا زمنيًا مستمرًا وعالي الدقة للتسلسلات الرسوبية. بالإضافة إلى ذلك، لا يُثقل حساب التباين بالتكاليف المختبرية المرتفعة للتحليلات الجيولوجية. على الرغم من تاريخ الاستخدام الذي يزيد عن 100 عام، فإن العديد من تقنيات عد المتغيرات الحالية تستغرق وقتًا طويلاً ويصعب إعادة إنتاجها. نقدم countMYvarves، وهو صندوق أدوات عد متغير يستخدم الارتباط التلقائي للنافذة المنزلقة لحساب عدد الأنماط المتكررة في عمليات المسح الأساسية أو صور النتوءات. يتم استخدام صندوق الأدوات لإنشاء سجل يتم حله سنويًا لمعدلات الترسيب، والتي يتم دمجها في العمق لتوفير الأعمار. نتحقق من صحة النموذج من خلال العد اليدوي المتكرر لبحيرة ذات معدل ترسيب مرتفع مع تنوعات حيوية (بحيرة القطيع، الولايات المتحدة الأمريكية) وبحيرة جليدية ذات معدل ترسيب منخفض (لاغو أرجنتينو، الأرجنتين). في كلتا الحالتين، يتوافق countMYvarves مع العد اليدوي ويوفر بيانات إضافية عن معدل الترسيب. يقوم صندوق الأدوات بإجراء العديد من عمليات عد المتغيرات المتزامنة، مما يتيح قياس عدم اليقين ونشره في النموذج المتعمق للعمر الناتج. تتضمن مجموعة الأدوات أيضًا وحدات لاستبعاد الأجزاء غير المتغيرة من الرواسب تلقائيًا واستقراء الرواسب المفقودة أو المعطلة. CountMYvarves هو مصدر مفتوح، يعمل من خلال واجهة مستخدم رسومية، وهو متاح عبر الإنترنت للتنزيل للاستخدام على Windows أو macOS أو Linux على https://doi.org/10.5281/zenodo.4031811 .

Translated Description (French)

Résumé Les couches sédimentaires à résolution annuelle, appelées varves, peuvent fournir des chronologies continues et à haute résolution des séquences sédimentaires. De plus, le comptage des varves n'est pas alourdi par les coûts élevés des analyses géochronologiques en laboratoire. Malgré plus de 100 ans d'utilisation, de nombreuses techniques de comptage de varves existantes prennent du temps et sont difficiles à reproduire. Nous présentons countMYvarves, une boîte à outils de comptage de varves qui utilise l'autocorrélation par fenêtre coulissante pour compter le nombre de motifs répétés dans les scans de base ou les photos d'affleurement. La boîte à outils est utilisée pour créer un enregistrement annuel des taux de sédimentation, qui sont intégrés en profondeur pour fournir des âges. Nous validons le modèle avec des comptages manuels répétés d'un lac à taux de sédimentation élevé avec des varves biogéniques (Herd Lake, USA) et d'un lac glaciaire à faible taux de sédimentation (Lago Argentino, Argentine). Dans les deux cas, countMYvarves est compatible avec les comptages manuels et fournit des données supplémentaires sur la vitesse de sédimentation. La boîte à outils effectue plusieurs comptages de varves simultanés, ce qui permet de quantifier l'incertitude et de la propager dans le modèle âge-profondeur résultant. La boîte à outils comprend également des modules permettant d'exclure automatiquement les parties non creusées de sédiments et de les interpoler sur les sédiments manquants ou perturbés. CountMYvarves est open source, fonctionne via une interface utilisateur graphique et est disponible en ligne pour téléchargement sur Windows, macOS ou Linux à l'adresse https://doi.org/10.5281/zenodo.4031811 .

Translated Description (Spanish)

Resumen Las capas de sedimentos de resolución anual, conocidas como varvas, pueden proporcionar cronologías continuas y de alta resolución de secuencias sedimentarias. Además, el recuento de varvas no está cargado con los altos costes de laboratorio de los análisis geocronológicos. A pesar de una historia de más de 100 años de uso, muchas técnicas de conteo de varvas existentes consumen mucho tiempo y son difíciles de reproducir. Presentamos countMYvarves, una caja de herramientas de conteo de varvas que utiliza la autocorrelación de ventana deslizante para contar el número de patrones repetidos en escaneos de núcleo o fotos de afloramiento. La caja de herramientas se utiliza para construir un registro resuelto anualmente de las tasas de sedimentación, que se integran en profundidad para proporcionar edades. Validamos el modelo con recuentos manuales repetidos de un lago de alta tasa de sedimentación con varvas biogénicas (Herd Lake, EE. UU.) y un lago glacial de baja tasa de sedimentación (Lago Argentino, Argentina). En ambos casos, countMYvarves es consistente con los recuentos manuales y proporciona datos adicionales sobre la velocidad de sedimentación. La caja de herramientas realiza múltiples recuentos de varvas simultáneos, lo que permite cuantificar la incertidumbre y propagarla en el modelo de profundidad de edad resultante. La caja de herramientas también incluye módulos para excluir automáticamente porciones no desviadas de sedimentos e interpolar sobre sedimentos faltantes o alterados. CountMYvarves es de código abierto, se ejecuta a través de una interfaz gráfica de usuario y está disponible en línea para su descarga en Windows, macOS o Linux en https://doi.org/10.5281/zenodo.4031811 .

Files

div-class-title-semi-automated-counting-of-complex-varves-through-image-autocorrelation-div.pdf.pdf

Files (1.2 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:2788109e2a22106912bd4a7fe7334170
1.2 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
العد شبه الآلي للأشكال المعقدة من خلال الارتباط التلقائي للصورة
Translated title (French)
Comptage semi-automatisé des varves complexes par autocorrélation d'images
Translated title (Spanish)
Recuento semiautomático de varvas complejas mediante autocorrelación de imágenes

Identifiers

Other
https://openalex.org/W3153961702
DOI
10.1017/qua.2021.10

Is supplement to
https://openalex.org/W4253249919 (Other)
https://openalex.org/W4251954732 (Other)
https://openalex.org/W4245992336 (Other)
https://openalex.org/W2792564128 (Other)
https://openalex.org/W2357096884 (Other)
https://openalex.org/W2351447334 (Other)
https://openalex.org/W2156422446 (Other)
https://openalex.org/W2097324746 (Other)
https://openalex.org/W2051322392 (Other)
https://openalex.org/W184682436 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1492524608
  • https://openalex.org/W1579243815
  • https://openalex.org/W1622734766
  • https://openalex.org/W184682436
  • https://openalex.org/W1965279246
  • https://openalex.org/W1967221433
  • https://openalex.org/W1969927744
  • https://openalex.org/W1971261222
  • https://openalex.org/W1971369540
  • https://openalex.org/W1988043901
  • https://openalex.org/W1993256894
  • https://openalex.org/W1999531263
  • https://openalex.org/W2002060222
  • https://openalex.org/W2002551747
  • https://openalex.org/W2003497287
  • https://openalex.org/W2004095276
  • https://openalex.org/W2015485547
  • https://openalex.org/W2022790246
  • https://openalex.org/W2023554440
  • https://openalex.org/W2035492077
  • https://openalex.org/W2045753807
  • https://openalex.org/W2051322392
  • https://openalex.org/W2051658103
  • https://openalex.org/W2052757721
  • https://openalex.org/W2059175977
  • https://openalex.org/W2059231138
  • https://openalex.org/W2070496895
  • https://openalex.org/W2072794984
  • https://openalex.org/W2077981915
  • https://openalex.org/W2082272584
  • https://openalex.org/W2084415943
  • https://openalex.org/W2086201223
  • https://openalex.org/W2090772014
  • https://openalex.org/W2095214875
  • https://openalex.org/W2096257093
  • https://openalex.org/W2096806071
  • https://openalex.org/W2107691545
  • https://openalex.org/W2110496509
  • https://openalex.org/W2110603316
  • https://openalex.org/W2118055230
  • https://openalex.org/W2122663771
  • https://openalex.org/W2132290921
  • https://openalex.org/W2141648237
  • https://openalex.org/W2142462227
  • https://openalex.org/W2143947132
  • https://openalex.org/W2145341676
  • https://openalex.org/W2153063853
  • https://openalex.org/W2160036003
  • https://openalex.org/W2161283226
  • https://openalex.org/W2170442980
  • https://openalex.org/W2241103556
  • https://openalex.org/W2332589665
  • https://openalex.org/W2343461592
  • https://openalex.org/W2481539790
  • https://openalex.org/W2497575901
  • https://openalex.org/W2766241550
  • https://openalex.org/W2811158433
  • https://openalex.org/W2897118316
  • https://openalex.org/W2982016643
  • https://openalex.org/W3052017567
  • https://openalex.org/W4210436937
  • https://openalex.org/W4241888765
  • https://openalex.org/W4242616242
  • https://openalex.org/W4254485780
  • https://openalex.org/W567378152