Von nah und fern
Optische Methoden in der Bathymetrie
CE
Gottrried Mandlburget
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Einleitung
Für die Vermessung der Unterwassertopographie des Meeresbodens und tie-
fer Inlandseen kommen zumeist hydroakustische oder geophysikalische Mess
methoden zum Einsatz. Optische Methoden sind aufgrund der starken Signal-
absorption auf die Erfassung seichter Gewässer wie Küstenbereiche, flache Seen
und alpine Flüsse beschränkt. Gerade das Litoral, also derjenige Uferbereich, zu
dem Sonnenlicht vordringen kann, ist aber von sehr großer ökologischer und
sozioökonomischer Bedeutung. Im Flachwasserbereich verlieren hydroakusti-
sche Methoden zunehmend an Effizienz und sind bei Gewässertiefen von we-
nigen Dezimetern nicht mehr einsetzbar. In diesem Bereich haben aber gerade
optische Methoden vor allem aus der Luft ihre Stärken und stellen eine synerge-
tische Ergänzung zur Hydroakustik dar.
Zur Erfassung des Gewässerbodens und von Unterwasserobjekten kommen
im Wesentlichen folgende Methoden zum Einsatz: (i) Tiefenbestimmung durch
Analyse der Radiometrie multispektraler Bilder, (ii) Mehrmedienphotogramme-
trie und (iii) Laserbathymetrie. Dabei nutzen die bildbasierten passiven Ansätze
die Reflexionen einer Lichtquelle (Sonnenstrahlung, künstliche Beleuchtung)
zur Tiefenbestimmung. Die Laserbathymetrie hingegen ist ein aktives Verfahren
basierend auf der Laufzeitmessung von kurzen Laserpulsen im grünen Bereich
des elektromagnetischen Spektrums.
Die genannten Methoden können entweder gänzlich unter Wasser eingesetzt
werden, wobei die Sensoren von Tauchern geführt oder von bemannten oder
ferngesteuerten Unterwasserfahrzeugen (Remotely Operated Vehicles, ROV)
aus betrieben werden. Die Nähe zu den zu erfassenden Objekten ermöglicht
dabei eine sehr hohe räumliche Auflösung mit beispielhaften Anwendungen
zur Erfassung von Korallenriffen (Rossi et al. 2020), prähistorischen Anlagen
(Wright et al. 2020), Rohrleitungen und offshore Anlagen (Cheminsky et al.
2021). Während mit diesen Methoden kleine Bereiche sehr detailliert erfasst
werden können, weisen luftgestützte Erfassungsmethoden von unbemannten
Fluggeräten (Unmanned Aerial Vehicle, UAV), bemannten Flugzeugen oder
auch satelliten-basierten Plattformen aus eine mit der Flughöhe über Grund
steigende Flächenleistung bei gleichzeitig sinkender räumlicher Auflösung auf
(Mandlburger 2020, Parrish et al. 2019).
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