Mandlburger: Von nah und fern - Optische Methoden in der Bathymetrie
2.3 Laserbathymetrie
Laserbathymetrie ist ein aktives Verfahren, wobei die Erfassung von Unter-
wassertopographie und -objekten mittels eines gepulsten, grünen Lasers erfolgt
(Guenther et al. 2000). Die Entfernung zwischen Sensor und Ziel wird durch die
Messung der Laufzeit eines sehr kurzen Laserpulses (Wellenlänge A = 532 mn,
Pulsdauer At = 1 - 7 ns) durch Luft und Wasser bestimmt. An der Wasserober-
fläche wird der Laserstrahl teilweise reflektiert und der verbleibende Teil dringt
in den Wasserkörper ein. Wie bei der Merhmedienphotogrammetrie erfährt der
Laserstrahl beim Eintritt in den Wasserkörper eine Richtungsänderung sowie
eine Reduktion der Ausbreitungsgeschwindigkeit gemäß dem Snellius’schen Bre-
chungsgesetz. Während die rohen Gewässertiefen bei der Mehrmedienphoto-
grammetrie stets zu gering sind, erscheinen die nicht korrigierten 3D-Unter-
wassermesspunkte zu tief. Die Auswertung der Lasermessungen erfolgt dabei
durch Analyse der vollen rückgestreuten Echowellenform, wobei moderne An-
sätze auch die Erfassung von sehr geringen Wassertiefen kleiner als der halben
Laserpulsbreite erlauben (Schwarz et al. 2019). Die maximale Eindringtiefe ist
abhängig von der Gewässertrübung und wird i.d.R. in Vielfachen der Secchi-
Tiefe angegeben. Mit topo-bathymerischen Laserscannern, die für die hoch-
auflösende Erfassung flach überströmter Bereiche ausgelegt sind, wird ca. die
1,5-fache Secchi-Tiefe erreicht und sogenannte deep-bathy-Systeme erreichen
etwa 3-fache Secchi-Tiefe allerdings auf Kosten der räumlichen Auflösung. Mitt-
lerweile existieren bathymetrische Laserscanner einerseits bereits in miniaturi-
sierter Form für den Einsatz auf UAV (Mandlburger 2020). Ein weiterer Trend
geht in Richtung einzelphotonsensitiver Sensoren, die auch auf Satellitenplatt-
formen eingesetzt und zur Bathymetrieerfassung genutzt werden können (Par-
rish et al. 2019).
3 Nah oder fern - Messplattformen
Wie bereits im Abschnitt 1 erläutert, kann bei der Erfassung von Unterwasser-
szenen prinzipiell unterschieden werden, ob sich der Sensor selbst unter- oder
oberhalb der Wasseroberfläche befindet. Je nach Entfernung zum Objekt variie-
ren Flächenleistung und die Genauigkeit bzw. räumliche Auflösung.
3.1 Unterwasservermessu..
Bei der Unterwasserdatenerfassung wird der Sensor entweder von einer Per-
son (Taucher/in) oder von einem ggf. ferngesteuerten Unterwasserfahrzeug aus
U Wilsrier-Velıa
3and 107/207) a
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