4 Auswertungen spezieller Untersuchungen
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4.3 Bestimmung von Unterwasserhindernissen
Die Detektion von Unterwasserhindernissen wie Wracks oder größeren Steinen gehört zur
wesentlichen Aufgabe der Seevermessung. Die Objekte müssen in Karten vermerkt werden, um eine
sichere Schifffahrt gewährleisten zu können. Bisher werden die Objekte üblicherweise mit Sidescan-
Messungen lokalisiert und anschließend mit Echolot- (insbesondere Fächerecholot-) Aufnahmen
und/oder Tauchern näher untersucht. Für den ersten Schritt, das Auffinden der Objekte, kommt
grundsätzlich auch die Laserbathymetrie in Frage.
Dank der Analyse der gesamten Signalform, die wie bereits in Abschnitt 2.1.3 kurz beschrieben
wurde, lassen sich teilweise verschiedene Objekte innerhalb des Laser-Footprints voneinander
separieren. Dabei ist es entscheidend, dass die Objekte (z.B. ein größerer Stein und der Seeboden) in
Strahlrichtung einen ausreichend großen Abstand zueinander aufweisen, so dass sich die
reflektierten Echos zeitlich voneinander trennen lassen. Weiterhin muss die zurückgeworfene
Energie der einzelnen Objekte stark genug sein, damit jeweils ein Echo detektiert werden kann.
Entscheidend für eine Objektdetektion ist somit das Prozessierungsverfahren zur Auswertung der
Signalformen. Die Herausforderung liegt bei der Prozessierung darin, 3D-Punkte etwas oberhalb des
Seebodens als Objekte zu identifizieren und entsprechend zu klassifizieren. Problematisch sind dabei
vor allem die anderen Punkte innerhalb der Wassersäule, die ein Rauschen darstellen. Es handelt sich
folglich um ein Mustererkennungsproblem, um das Signal (die Objektpunkte) von denen des
Rauschens zu trennen. Dies ist in der Regel nur möglich, wenn man eine ausreichende Anzahl von
Objektpunkten in der Punktwolke hat.
Wichtig für die Objekterkennung ist somit die durch die Aufnahmekonfiguration erhaltene
Punktdichte, wobei zudem vor allem die Leistung des Sensors eine wesentliche Rolle spielt. Da die
Energie im Wasser absorbiert und gestreut wird, muss ein ausreichend starkes Echo vom Objekt zum
Sensor zurückgeworfen werden, damit dieses als Signal erkannt und als 3D Punkt repräsentiert
werden kann. Bei geringerer Leistung ist dies wesentlich schwieriger, da es schon bei niedrigerer
Wassertiefe durch das Rauschen verfälscht wird. Nach Aussage von Herrn A. Ekelund von der Firma
AHAB lassen sich Objekte erfahrungsgemäß etwa bis zur Hälfte der angegebenen Leistung des
Sensors detektieren. Beim Chiroptera mit l,5x-Secchi-Tiefe wären sie entsprechend bis zu einer Tiefe
von ca. 0,75x-Secchi theoretisch auffindbar.
Zum Ermitteln des aktuellen Potentials von Laserbathymetrie zur Auffindung von Objekten wurden
insbesondere die Testgebiete bei den beiden künstlichen Riffen Rosenort und Nienhagen ausgewählt.
Auch bei der Insel Poel liegen einige Wracks und Steine, die in den Daten detektierbar sein könnten.
Weiterhin gibt es in den Gebieten teilweise Seegras und andere Unterwasservegetation, die den
„festen" Objekten ähnlich sind und ebenfalls gefunden werden sollen. Als Beispiel wird in Abbildung
49 die Punktwolke des künstlichen Riffs Rosenort gezeigt. Die Struktur und Anordnung der Objekte
kann mit Abbildung 12 (Seite 21) verglichen werden. Fast alle tatsächlichen Objektpunkte auf den
Komponenten des Riffs wurden der Klasse Unterwasservegetation (hellgrün) zugeordnet. Es gibt nur
sehr wenige Ausnahmen an der hinteren Struktur (50 nebeneinander liegende 2 t-Tetrapoden), an
dem einige Punkte korrekt als Unterwasserobjekt (rot) erkannt wurden. Zur Veranschaulichung
werden die Punkte an der Wasseroberfläche nicht dargestellt. In blau ist der zum Riff gehörende
Turm oberhalb der Wasseroberfläche erfasst worden.
