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Untersuchungen zum Einsatz der Laserbathymetrie in der Seevermessung

Bearbeitung:J. Niemeyer
Laufzeit:1/2012 - 6/2015

Förderung durch: Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie, Rostock

Grundlegende Aufgaben der Seevermessung sind das Erstellen von Seekarten sowie das Erkennen von größeren, unterwasserliegenden Objekten wie Wracks oder Steinen, welche eine Gefahr für die Schifffahrt darstellen können. Die derzeit angewandte schiffsgestützte hydrographische Aufnahme des Seegrundes durch Echolotvermessungen ist sowohl zeit-, personal- als auch materialintensiv und daher sehr teuer. Durch die gestiegenen Anforderungen an die Seevermessung in den letzten Jahren und internationale Vereinbarungen sind die Aufgaben mit den vorhandenen Schiffskapazitäten nicht mehr zu bewältigen. Weltweit machen hydrographische Dienste gute Erfahrungen damit, die Aufgaben der Küsten- und Seevermessung mit Hilfe flugzeuggestützten bathymetrischen Laserscannings zu erledigen. Dazu wird ein Laser im grünen Wellenlängenbereich eingesetzt. Ein Teil der Energie wird von der Wasseroberfläche reflektiert, während der andere Teil in das Wasser eindringen und auf diese Weise den Seegrund in Küstenbereichen erfassen kann.

Abbildungen: Ausschnitt einer Laserbathymetrieaufnahme mit den Klassen Land (rot), Seeboden (grün) und Wasseroberfläche (blau). Das rechte Bild zeigt ein Profil, wobei die obere Ebene der Wasseroberfläche entspricht, während die untere Ebene den Seegrund (hier etwa 1,5 m tief) darstellt.

Bisher fand das Verfahren der Laserbathymetrie in der Seevermessung deutscher Gewässer keine praktische Anwendung, weil das Wasser insbesondere in der Nordsee eine starke Trübung aufweist und eine sinnvolle Anwendung nicht wirtschaftlich erschien. In einem gemeinsam mit dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrographie (BSH) durchgeführten Projekt werden nun durch das IPI die wesentlichen Randbedingungen für einen operationellen Einsatz der Laserbathymetrie in der Seevermessung untersucht. Dazu sind drei Befliegungen vor der deutschen Ostseeküste mit unterschiedlichen Sensoren und Konfigurationen angesetzt, um die Vor- und Nachteile des Verfahrens herauszuarbeiten.

Im Rahmen des vom BSH geförderten Projektes übernimmt das IPI die Aufgaben, die wissenschaftliche Auswertung der Laserbathymetrie- sowie der Echolotdaten, welche als Kontrollmessungen dienen, durchzuführen und gemeinsam mit dem BSH die Befliegungen zu planen. Es soll untersucht werden, bis zu welcher Wassertiefe gute Messergebnisse erzielt werden können und inwiefern sich größere Objekte in den Daten erkennen lassen. Auf diese Weise kann eine Aussage darüber getroffen werden, ob die Laserbathymetrie zukünftig in einigen Bereichen die aufwändigen Echolotmessungen ersetzen kann. Die Analysen sind darüber hinaus mit einer Bewertung der Ergebnisse hinsichtlich wirtschaftlicher Aspekte verbunden.

Publikationen

Niemeyer, J. and Soergel, U. (2013): Opportunities of Airborne Laser Bathymetry for the Monitoring of the Sea Bed on the Baltic Sea Coast. In: International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XL-7/W2, 2013, ISPRS2013-SSG, 11 – 17 November 2013, Antalya, Turkey, pp. 179-184. | file |

Niemeyer, J.; Kogut, T.; Heipke, C. (2014): Airborne Laser Bathymetry for Monitoring the German Baltic Sea Coast. In: Tagungsband der DGPF-Jahrestagung, Band 23, ISSN: 0942-2870, 26. – 28. März 2014, Hamburg, 10 Seiten more

Kogut, T.; Niemeyer, J. (2014): Wykorzystanie LiDARu batymetrycznego do monitoringu wybrzeża morskiego (Utilisation of bathymetric LIDAR data for sea coastal zones monitoring). In: Przegląd Geodezyjny, vol. 86, no. 8. , pp. 3-7 more

Song, Y.; Niemeyer, J.; Ellmer, W.; Soergel, U.; Heipke, C. (2015): Comparison of Three Airborne Laser Bathymetry Data Sets for Monitoring the German Baltic Sea Coast. Proceedings of SPIE, Vol. 9638, Remote Sensing of the Ocean, Sea Ice, Coastal Waters, and Large Water Regions, September 2015, Toulouse, France, 8 p more

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