Wie tief ist ein See wirklich? Welche Strukturen verbergen sich unter der Wasseroberflรคche? Und wie lassen sich diese Informationen effizient und prรคzise 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: bathรฝs (ฮฒฮฑฮธฯฯ) bedeutet โtiefโ, mรฉtron (ฮผฮญฯฯฮฟฮฝ) steht fรผr โMaรโ oder โMessungโ. Wรถrtlich รผbersetzt beschreibt Bathymetrie also das โMessen der Tiefeโ โ und genau das ist ihr Kern.
Bathymetrie beschreibt die Vermessung von Gewรคsserbรถden โ also die topografische Erfassung von Seen, Flรผssen, Kรผstenzonen oder Meeresgrund. รhnlich wie bei der Kartierung von Landoberflรคchen entsteht dabei ein digitales Hรถhenmodell โ nur eben unter Wasser.
Die gewonnenen Daten liefern nicht nur Informationen รผber die Tiefe des Wassers, sondern auch รผber die Struktur des Untergrunds: Sedimente, Felsformationen, Bรถschungen oder kรผnstliche Objekte wie Rohre oder Altlasten. Bathymetrie ist damit ein unverzichtbares Werkzeug in der Wasserwirtschaft, Bauplanung, Forschung und Umweltรผberwachung.
Wie funktioniert bathymetrische Vermessung?
Fรผr die Vermessung unter Wasser stehen verschiedene Methoden zur Verfรผgung โ je nach Einsatzzweck, Gewรคssertiefe und Sichtverhรคltnissen.
1. Echolot (Sonar)
Die klassische Methode: Ein Schallsignal wird ausgesendet und das Echo vom Gewรคssergrund 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 Flรคche.
2. Photogrammetrie
Bei sehr klaren Gewรคssern kann durch die Analyse von Luftbildern auf die Tiefe geschlossen werden. Die Methode ist jedoch stark abhรคngig von Lichtverhรคltnissen und Wassertrรผbung โ und daher nur in bestimmten Szenarien nutzbar.
3. LiDAR โ Laserbasierte Vermessungstechnologie
LiDAR steht fรผr โLight Detection and Rangingโ โ eine Methode, bei der Laserimpulse ausgesendet und deren Reflexionen zur Distanzmessung genutzt werden. LiDAR-Systeme sind heute fester Bestandteil der modernen Vermessung โ insbesondere von Drohnen und Flugzeugen aus.
Doch: Nicht alle LiDAR-Systeme sind fรผr die Bathymetrie geeignet.
Was unterscheidet bathymetrische LiDAR-Systeme von herkรถmmlichen Scannern?
Der Unterschied liegt im Lichtspektrum. Klassische LiDAR-Systeme arbeiten mit infrarotem Licht (oft um die 905โ1550โฏnm). Diese Wellenlรคngen eignen sich hervorragend zur Kartierung von Landoberflรคchen, Gebรคuden oder Vegetation โ jedoch nicht fรผr Wasser, da Infrarotstrahlung bereits an der Oberflรคche absorbiert wird.
Bathymetrische LiDAR-Systeme hingegen verwenden grรผnes Laserlicht, so nutzt der YellowScan Navigator beispielsweise ein Laserlicht mit einer Wellenlรคnge von 532โฏnm. Dieser Bereich durchdringt klares Wasser deutlich besser und ermรถglicht so die Vermessung des Gewรคssergrunds.
Ein Beispiel fรผr ein solches System ist der YellowScan Navigator. Er nutzt einen grรผnen Laser und wurde speziell fรผr Einsรคtze รผber Binnengewรคssern, Kรผstenzonen oder Flusslรคufen entwickelt. Darรผber hinaus verfรผgt der Navigator รผber eine integrierte RGB-Kamera, mit der sich die erzeugte Punktwolke farblich einfรคrben lรคsst โ das erhรถht die Lesbarkeit und unterstรผtzt visuelle Analysen.
Was ist die Secchi-Tiefe und warum ist sie wichtig?
Ein entscheidender Faktor fรผr die bathymetrische Vermessung ist die optische Klarheit des Wassers โ und diese wird mit der sogenannten Secchi-Tiefe angegeben. Dabei wird eine schwarz-weiรe 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 Gewรคsser mit einer Tiefe von bis zu 2 Secchi durchdringen. Das bedeutet: Ist die gemessene Sichttiefe z.โฏB. 5โฏMeter, kann der Navigator Daten aus bis zu 10โฏMeter Tiefe liefern โ vorausgesetzt, es liegen keine anderen stรถrenden Einflรผsse vor (z.โฏB. Blasenbildung, Schaumbildung, Verwirblungen oder Schwebstoffe).
Vorteile bathymetrischer LiDAR-Vermessung
Warum lohnt sich der Einsatz von bathymetrischem LiDAR gegenรผber herkรถmmlichen Methoden?
โ Effizienz
In einem einzigen Drohnenflug lassen sich gleichzeitig Wasseroberflรคche, Gelรคnde und Gewรคssergrund erfassen. Die punktuelle Vermessung per Boot entfรคllt, was Zeit und Aufwand deutlich reduziert.
โ Zugรคnglichkeit
Selbst schwer erreichbare oder gefรคhrliche Gebiete wie Altarme, Rรผckhaltebecken oder kontaminierte Standorte lassen sich berรผhrungslos erfassen โ ohne Risiko fรผr Personal.
โ Detailreichtum
Die hohe Punktdichte erlaubt prรคzise Gelรคndemodelle โ ideal fรผr die Ableitung von Bรถschungswinkeln, Sedimentvolumen oder Ufererosion.
โ Einfaches Daten-Handling
Die Auswertung der gewonnenen Daten kann in Softwarelรถsungen 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 โ wo kommt Bathymetrie zum Einsatz?
Die Einsatzbereiche sind breit gefรคchert und reichen von wissenschaftlichen Studien bis hin zu handfesten Bauprojekten:
- Stauseen und Rรผckhaltebecken: Sedimentรผberwachung, Wartungsplanung
- Hafen- und Wasserbau: Planung von Brรผcken, Schleusen, Spundwรคnden
- Renaturierung: Analyse und Monitoring von Flusslรคufen
- Gewรคssermanagement: Bestandsaufnahme, Entlandung, Volumenberechnung
- Forschung und Archรคologie: Entdeckung von versunkenen Objekten oder Gelรคndestrukturen
Katastrophenschutz: Modellierung von Hochwasserszenarien oder Dammbruchfolgen
Fazit: Bathymetrie schafft Klarheit, wo sonst nur Oberflรคche sichtbar ist
Die Bathymetrie ermรถglicht einen prรคzisen Blick unter die Oberflรคche โ und erรถffnet so neue Mรถglichkeiten in Planung, รberwachung und Schutz von Gewรคssern. Dank moderner Technologien wie dem YellowScan Navigator lassen sich diese Daten heute effizient, sicher und hochgenau erfassen.
Sie arbeiten an einem Projekt mit Gewรคsserbezug oder mรถchten mehr รผber unsere Lรถsungen erfahren? Dann sprechen Sie uns an โ wir helfen Ihnen gern, die Tiefe Ihrer Projekte auszuloten.