Mader et al.: Laserbathymetrie in küstennahen Bereichen der Nordsee ...
2 Methoden
Bei konventionellen Auswertemethoden werden alle FWFs unabhängig von-
einander verarbeitet. Das Gewässerbodenecho wird bei größerer Trübung und
Eindringtiefe stark abgeschwächt. Im weiteren Verlauf der Signalverarbeitung
kann es folglich häufig nicht mehr zuverlässig detektiert und der zugehörige Ge-
wässerbodenpunkt nicht extrahiert werden. Die in Mader et al. (2021, 2022) ent-
wickelten FWF-Stacking-Methoden rücken von der isolierten Auswertung der
FWFs ab hin zu einer kombinierten Prozessierung eng benachbarter FWFs. Das
Ziel ist die zuverlässige Detektion schwacher, bisher nicht detektierter Gewässer-
bodenechos, um die maximal auswertbare Eindringtiefe in die Wassersäule zu
erhöhen und folglich weitere Gewässerbodenpunkte zu extrahieren.
Dieser Abschnitt stellt kurz die Vorgehensweise der FWF-Stacking-Prozessie-
rung auf Grundlage der beiden entwickelten Methoden vor. Beim signalbasier-
ten FWF-Stacking werden die einzelnen FWFs „gestapelt“ zu einer sogenannten
stacked FWF (Mader et al. 2021). Das volumetrische FWF-Stacking fasst die
FWFs in vertikal ausgerichtete Ortho-FW Fs zusammen (Mader et al. 2022). Bei-
de Methoden unterscheiden sich insofern, als das volumetrische FWF-Stacking
die Laserpulsausbreitung innerhalb der Wassersäule geometrisch berücksich-
tigt, was beim signalbasierten FWF-Stacking nicht der Fall ist. Dies kann beim
signalbasierten FWF-Stacking dazu führen, dass die Detektion des Gewässer-
bodens mit steigender Gewässertiefe ungenauer wird. Andererseits ist die geo-
metrische Berücksichtigung der Laserpulsausbreitung deutlich aufwändiger und
führt zu einer zeit- und ressourcenintensiveren Prozessierung der ALB-Daten.
2.1 Allgemeine Vorgehensweise
Die grundsätzliche Prozessierung kann in drei Schritte unterteilt werden. Im
ersten Schritt werden dicht benachbarte Messungen (geringe Abstände in der
Lage) in Prozessierungseinheiten eingeteilt. Alle Messdaten einer Prozessie-
rungseinheit werden im folgenden Bearbeitungsschritt gemeinsam ausgewertet.
Dabei wird angenommen, dass benachbarte Messdaten (und hier insbesondere
die Charakteristik der zugehörigen FWFs) sehr ähnliche Eigenschaften aufwei-
sen. In einem zweiten Schritt erfolgt die kombinierte Auswertung der Messdaten
mittels FWF-Stacking-Methoden. Dadurch sollen zufällige Rauschsignale des
Sensors und andere erratische Effekte deutlich abgeschwächt oder gar eliminiert
sowie wiederkehrende Echos verstärkt werden. Die Detektion von schwachen
Gewässerbodenechos ist so einfacher und zuverlässiger möglich. Im dritten und
letzten Bearbeitungsschritt werden die Gewässerbodenechos in der gemessenen
FWF auf Basis der FWF-Stacking-Ergebnisse gesucht und der Gewässerboden-
punkt extrahiert.
U Wilsrier-Verla
3and 102/2022 @®@ DVW-SCHRIFTENREIHE
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