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Bathymetric LiDAR Surveying with YellowScan Navigator

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Tiefen entdecken: Die faszinierende Welt der Bathymetrie

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 (ฮฒฮฑฮธฯฯ‚) bedeutet โ€žtiefโ€œ, mรฉtron (ฮผฮญฯ„ฯฮฟฮฝ) steht fรผr โ€žMaรŸโ€œ oder โ€žMessungโ€œ. Wรถrtlich รผbersetzt beschreibt Bathymetrie also das โ€žMessen der Tiefeโ€œ โ€“ und genau das ist ihr Kern.

Bathymetrie beschreibt die Vermessung von Gewรคsserbรถden โ€“ also die topografische Erfassung von Seen, Flรผssen, Kรผstenzonen oder Meeresgrund. ร„hnlich 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 โ€žLight Detection and Rangingโ€œ 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 905โ€“1550โ€ฏnm). 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 532โ€ฏnm. 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?

bathymetric measurement - how much 1 Secchi is.

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-weiรŸe 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.โ€ฏB. 5โ€ฏMeter, kann der Navigator Daten aus bis zu 10โ€ฏMeter Tiefe liefern โ€“ vorausgesetzt, es liegen keine anderen stรถrenden Einflรผsse vor (z.โ€ฏB. Blasenbildung, Schaumbildung, Verwirblungen oder Schwebstoffe).

Vorteile bathymetrischer LiDAR-Vermessung

Warum lohnt sich der Einsatz von bathymetrischem LiDAR gegenรผber herkรถmmlichen Methoden?

โœ… 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.

โœ… Zugรคnglichkeit

Selbst schwer erreichbare oder gefรคhrliche Gebiete wie Altarme, Rรผckhaltebecken oder kontaminierte Standorte lassen sich berรผhrungslos erfassen โ€“ ohne Risiko fรผr Personal.

โœ… Detailreichtum

Die hohe Punktdichte erlaubt prรคzise Gelรคndemodelle โ€“ ideal fรผr die Ableitung von Bรถschungswinkeln, Sedimentvolumen oder Ufererosion.

โœ… 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, รœberwachung 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.

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