Wie tief ist ein See wirklich? Welche Strukturen verbergen sich unter der Wasseroberfläche? Und wie lassen sich diese Informationen effizient und präzise erfassen? Die Antwort auf diese Fragen liefert ein faszinierendes Feld der Vermessungstechnik: die Bathymetrie.
Was ist Bathymetrie?
Der Begriff Bathymetrie leitet sich aus dem Altgriechischen ab: bathýs (βαθύς) bedeutet „tief“, métron (μέτρον) steht für „Maß“ oder „Messung“. Wörtlich übersetzt beschreibt Bathymetrie also das „Messen der Tiefe“ – und genau das ist ihr Kern.
Bathymetrie beschreibt die Vermessung von Gewässerböden – also die topografische Erfassung von Seen, Flüssen, Küstenzonen oder Meeresgrund. Ähnlich wie bei der Kartierung von Landoberflächen entsteht dabei ein digitales Höhenmodell – nur eben unter Wasser.
Die gewonnenen Daten liefern nicht nur Informationen über die Tiefe des Wassers, sondern auch über die Struktur des Untergrunds: Sedimente, Felsformationen, Böschungen oder künstliche Objekte wie Rohre oder Altlasten. Bathymetrie ist damit ein unverzichtbares Werkzeug in der Wasserwirtschaft, Bauplanung, Forschung und Umweltüberwachung.
Wie funktioniert bathymetrische Vermessung?
Für die Vermessung unter Wasser stehen verschiedene Methoden zur Verfügung – je nach Einsatzzweck, Gewässertiefe und Sichtverhältnissen.
1. Echolot (Sonar)
Die klassische Methode: Ein Schallsignal wird ausgesendet und das Echo vom Gewässergrund aufgezeichnet. Aus der Laufzeit des Signals wird die Tiefe berechnet. Diese Technik ist robust und weit verbreitet, liefert aber nur punktuelle Informationen und keine durchgehende Fläche.
2. Photogrammetrie
Bei sehr klaren Gewässern kann durch die Analyse von Luftbildern auf die Tiefe geschlossen werden. Die Methode ist jedoch stark abhängig von Lichtverhältnissen und Wassertrübung – und daher nur in bestimmten Szenarien nutzbar.
3. LiDAR – Laserbasierte Vermessungstechnologie
LiDAR steht für „Light Detection and Ranging“ – eine Methode, bei der Laserimpulse ausgesendet und deren Reflexionen zur Distanzmessung genutzt werden. LiDAR-Systeme sind heute fester Bestandteil der modernen Vermessung – insbesondere von Drohnen und Flugzeugen aus.
Doch: Nicht alle LiDAR-Systeme sind für die Bathymetrie geeignet.
Was unterscheidet bathymetrische LiDAR-Systeme von herkömmlichen Scannern?
Der Unterschied liegt im Lichtspektrum. Klassische LiDAR-Systeme arbeiten mit infrarotem Licht (oft um die 905–1550 nm). Diese Wellenlängen eignen sich hervorragend zur Kartierung von Landoberflächen, Gebäuden oder Vegetation – jedoch nicht für Wasser, da Infrarotstrahlung bereits an der Oberfläche absorbiert wird.
Bathymetrische LiDAR-Systeme hingegen verwenden grünes Laserlicht, so nutzt der YellowScan Navigator beispielsweise ein Laserlicht mit einer Wellenlänge von 532 nm. Dieser Bereich durchdringt klares Wasser deutlich besser und ermöglicht so die Vermessung des Gewässergrunds.
Ein Beispiel für ein solches System ist der YellowScan Navigator. Er nutzt einen grünen Laser und wurde speziell für Einsätze über Binnengewässern, Küstenzonen oder Flussläufen entwickelt. Darüber hinaus verfügt der Navigator über eine integrierte RGB-Kamera, mit der sich die erzeugte Punktwolke farblich einfärben lässt – das erhöht die Lesbarkeit und unterstützt visuelle Analysen.
Was ist die Secchi-Tiefe und warum ist sie wichtig?
Ein entscheidender Faktor für die bathymetrische Vermessung ist die optische Klarheit des Wassers – und diese wird mit der sogenannten Secchi-Tiefe angegeben. Dabei wird eine schwarz-weiße Scheibe (Secchi-Scheibe) senkrecht ins Wasser abgesenkt, bis sie nicht mehr zu erkennen ist. Diese Tiefe beschreibt die Sichttiefe des Wassers.
In der Praxis gilt: 1 Secchi-Einheit = die maximale Tiefe, in der man die Scheibe noch erkennen kann.
Der YellowScan Navigator kann beispielsweise Gewässer mit einer Tiefe von bis zu 2 Secchi durchdringen. Das bedeutet: Ist die gemessene Sichttiefe z. B. 5 Meter, kann der Navigator Daten aus bis zu 10 Meter Tiefe liefern – vorausgesetzt, es liegen keine anderen störenden Einflüsse vor (z. B. Blasenbildung, Schaumbildung, Verwirblungen oder Schwebstoffe).
Vorteile bathymetrischer LiDAR-Vermessung
Warum lohnt sich der Einsatz von bathymetrischem LiDAR gegenüber herkömmlichen Methoden?
✅ Effizienz
In einem einzigen Drohnenflug lassen sich gleichzeitig Wasseroberfläche, Gelände und Gewässergrund erfassen. Die punktuelle Vermessung per Boot entfällt, was Zeit und Aufwand deutlich reduziert.
✅ Zugänglichkeit
Selbst schwer erreichbare oder gefährliche Gebiete wie Altarme, Rückhaltebecken oder kontaminierte Standorte lassen sich berührungslos erfassen – ohne Risiko für Personal.
✅ Detailreichtum
Die hohe Punktdichte erlaubt präzise Geländemodelle – ideal für die Ableitung von Böschungswinkeln, Sedimentvolumen oder Ufererosion.
✅ Einfaches Daten-Handling
Die Auswertung der gewonnenen Daten kann in Softwarelösungen wie der YellowScan CloudStation erfolgen. Diese Anwendung bietet eine intuitive Bedienung, umfassende Werkzeuge zur Filterung und Klassifizierung sowie den direkten Export fertiger Punktwolken. So lassen sich professionelle Ergebnisse nahezu auf Knopfdruck erzeugen.
Anwendungsbeispiele – wo kommt Bathymetrie zum Einsatz?
Die Einsatzbereiche sind breit gefächert und reichen von wissenschaftlichen Studien bis hin zu handfesten Bauprojekten:
- Stauseen und Rückhaltebecken: Sedimentüberwachung, Wartungsplanung
- Hafen- und Wasserbau: Planung von Brücken, Schleusen, Spundwänden
- Renaturierung: Analyse und Monitoring von Flussläufen
- Gewässermanagement: Bestandsaufnahme, Entlandung, Volumenberechnung
- Forschung und Archäologie: Entdeckung von versunkenen Objekten oder Geländestrukturen
Katastrophenschutz: Modellierung von Hochwasserszenarien oder Dammbruchfolgen
Fazit: Bathymetrie schafft Klarheit, wo sonst nur Oberfläche sichtbar ist
Die Bathymetrie ermöglicht einen präzisen Blick unter die Oberfläche – und eröffnet so neue Möglichkeiten in Planung, Überwachung und Schutz von Gewässern. Dank moderner Technologien wie dem YellowScan Navigator lassen sich diese Daten heute effizient, sicher und hochgenau erfassen.
Sie arbeiten an einem Projekt mit Gewässerbezug oder möchten mehr über unsere Lösungen erfahren? Dann sprechen Sie uns an – wir helfen Ihnen gern, die Tiefe Ihrer Projekte auszuloten.
