Neue bathymetrische Vermessung des Bodensees und weitere bathymetrische Projekte in der Schweiz

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1 Neue bathymetrische Vermessung des Bodensees und weitere bathymetrische Projekte in der Schweiz

2 Messtechnik LIDAR Workshop Gewässervermessung aus der Luft Univ. Innsbruck, Befliegungstechnik und Feldmessungen Datenprozessierung und Datenmanagement Auswertung Fallbeispiele aus der Praxis

3 Airborne Laserscanning (Fa. Riegl) Quelle: Hydrographisches Airborne Laserscanning für die präzise und hochauflösende Vermessung von Flussläufen und Ufergebieten, Dr. Martin Pfennigbauer, Fa. Riegl

4 Messung von Signalamplitude vs. Zeit Quelle: Hydrographisches Airborne Laserscanning für die präzise und hochauflösende Vermessung von Flussläufen und Ufergebieten, Dr. Martin Pfennigbauer, F.a Riegl

5 Quelle: Gewässervermessung aus der Luft Einsatzmöglichkeiten und Einschränkungen in der Praxis, DI Frank Steinbacher, Fa. AHM

6 Geometrie des Laserstrahls Quelle:Topo-bathymetrische Punktwolken: Analyse und Konsequenzen für die Datenprozessierung, Dr. Gottfried Mandlburger, TU Wien

7 Roter vs. Grüner Laser Grüner Laser: höhere Energie: kurzer Puls Augensicherheit: stärkere Aufweitung Quelle:Topo-bathymetrische Punktwolken: Analyse und Konsequenzen für die Datenprozessierung, Dr. Gottfried Mandlburger, TU Wien

8 footprint Quelle:Topo-bathymetrische Punktwolken: Analyse und Konsequenzen für die Datenprozessierung, Dr. Gottfried Mandlburger, TU Wien

9 Detektion der Wasseroberfläche Quelle:Topo-bathymetrische Punktwolken: Analyse und Konsequenzen für die Datenprozessierung, Dr. Gottfried Mandlburger, TU Wien

10 Modellierung der Wasseroberfläche, Wellen Quelle: Topobathymetrische Datenprozessierung in HydroVISH Workflow, Dr. Ramona Baran, AHM

11 Berechnung der Refraktion Quelle: Topobathymetrische Datenprozessierung in HydroVISH Workflow, Dr. Ramona Baran, AHM

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13 Tiefenschärfe hochauflösende Interreg IV Projekt Vermessung Bodensee Bern, Dr. Martin Wessels, Institut für Seenforschung, Langenargen

14 Inhalt Institut für Seenforschung Bodensee-Tiefenvermessung was passiert da? Alte Vermessungen Von der Idee zum Projekt Durchführung und Auswertung Wracks und sensible Daten Nebenprojekte Folgeprojekte

15 Das Institut für Seenforschung 1919 Anstalt für Bodenseeforschung der Stadt Konstanz 1920 Verein für Seenforschung und Seenbewirtschaftung mit Institut in Langenargen 1925 Institutsneubau 1936 Aufnahme des Instituts in die Kaiser-Wilhelm- Gesellschaft 1960 Verstaatlichung des Instituts 1970 Zusammenlegung der Institute in Konstanz und Langenargen 1975 Landesanstalt für Umweltschutz Baden-Württemberg 2000 Neues Institutsgebäude 2004 Forschungsschiff Kormoran 2006 Landesanstalt für Umwelt, Messungen und Naturschutz

16 Das Institut für Seenforschung Institutsleitung Koordination Stellungnahmen IGKB Sachgebiet Seenphsik und Sedimentologie Stömungen / Wellen Seeboden Uferschutz Sachgebiet Hydrobiologie mit Fischökologie Bakterien / Algen Zooplankton Fische Sachgebiet Hydrochemie Wasser- und Feststoffchemie Schadstoffe Nährstoffe Zuflüsse

17 Der Bodensee

18 und über 4000 kleine Seen in Baden-Württemberg

19 IGKB Internationale Gewässerschutzkommission für den Bodensee Einzugsgebiet Bodensee: 5 Staaten (D, A, CH, FL, I) 8 Länder / Kantone (BW, BY, VA, TG, SG, GR, FL, TE)

20 Problemlöser rund um den See 1892 IRR 1899 IBKF Internationale Rheinregulierung Internationale Bevollmächtigten- Hochwasserschutz Alpenrhein konferenz für die Bodenseefischerei gemeinsame fischereiliche Bewirtschaftung 1909 IBF 1959 IGKB 1969 AWBR Internationaler Bodenseefischereiverband Internationale Gewässerschutzkommission für den Bodensee z.b. Bodensee-Richtlinien Arbeitsgemeinschaft der Wasserwerke Bodensee-Rhein (70 Unternehmen) Verbesserung Gewässergüte 1972 IBK Internationale Bodenseekonferenz Bodensee-Leitbild 1973 ISKB Internationale Schifffahrtskommission für den Bodensee BSO 1994 BoSti Umweltverbände Bodensee-Stiftung, Vernetzung, unabhängig Private Unternehmen

21 Arbeitsgeräte Forschungsschiff Kormoran

22 ROV - Remotely Operated Vehicle Ungewöhnliche Kooperation: Seenforschung, Kampfmittelbeseitigung, Wasserschutzpolizei

23 AUV - Autonomous Underwater Vehicle (Kiel) Geomar Kiel

24 Sidescan Sonar (Klein 3000)

25 Horizontalsonar MS1000

26 Bodensee Tiefenvermessung - was passiert da? Interreg IV Projekt: Tiefenschärfe hochauflösende Vermessung Bodensee

27 Bodensee-Tiefenvermessung was passiert da? Alte Vermessungen Von der Idee zum Projekt Durchführung und Auswertung Wracks und sensible Daten Nebenprojekte Folgeprojekte

28 Sebastian Münster, 1540

29 Vermessungen des Bodensees 1826 Landesvermessungs-Kommissär Gasser 1893 Graf Eberhard Zeppelin 1990 Internationale Gewässerschutzkommission 2015 Internationale Gewässerschutzkommission

30 Gasser 1826 Lothungen nach 13 Richtungen nicht weniger als 333 Stellen gemessen Flächeninhalt: 9 1/2 Quadratmeilen Volumen: 2,055,040,000 Kubikruthen Größte Tiefe: 964 Fuß Größte Länge und Breite: 17 ½ und 5 Stunden Quelle: Württembergische Jahrbücher für vaterländische Geschichte, Geographie, Statistik und Topographie, 1826.

31 Zeppelin 1893 Quelle: Schriften des Vereins für die Geschichte des Bodensees und seiner Umgebung, 1893.

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33 Hörnlimann 1893 Sondir-Apparat von Ing. Zuppinger (Baudirektion Kt. Zürich) Ingenieur F. Haller (Maschinenfabrik Bern) Messungen Profile m Abstand max. 88 Lotungen / Tag 20,7 Lotungen / km² Eisenkugel (6 bzw. 8 kg) an Stahldraht

34 IGKB-Vermessung 1990

35 Fächerlot-Testmessungen 2008 / 2009

36 Arbeitsgruppe im Auftrag der IGKB DI Martin Weiss (IRR) DI Bernd Engstle, Carmen Kleinmann (WWA Kempten) Prof. Dr. Alfred Wüest (EAWAG) Dr. Ing. Roland Schick (BWV) Dr. Martin Mainberger (Fa. UWARC; beauftragt von Landesarchäologie am RPS) Dr. Thomas Wolf (ISF) Dr. Martin Wessels (ISF)

37 Methoden Fächerecholot Airborne LIDAR Notwendigkeit, Anwendungen, Nutzen

38 Grundlagendaten Genaue Topographie in Flachwasserzone und Tiefwasser Simultane Erfassung Land / Flachwasser / Ufer Ausgangssituation für künftige Veränderungen an Flussmündungen Entwicklung vor verbauten und natürlichen Ufern Langfristige Basisdaten für Forschung, Verwaltung

39 Uferplanungen Bis 2008: ca. 36,5 km Uferrenaturierungen, > 11,8 Mio. Zukünftig: Verschiedene Rahmenplanungen und Einzelmaßnahmen (Zonenplan TG, Renaturierungen BW) Anpassen von Planungen an Referenzstandorte Veränderungen nach Re-Oligotrophierung (Bewuchs, Sedimentdynamik) Grundlage für Uferplanungen

40 Dokumentation Bestandsaufnahme Einbauten (Objekten mit Lage und Abmessungen) Bestandsaufnahme Flachwasserzone (Ausdehnung von Baggerungen) Schaffung von Rechtssicherheit

41 Numerische Modelle Einschichtung von natürlichen und thermisch veränderten Flusswasserkörpern Einleitungen von Abwässern und Kühlwasser Gefährdungsabschätzungen im See (z.b. Treibholzausbreitung) Gefährdung an Trinkwasserentnahmen Bodensee online Verbesserte Aussagekraft von 3D- Modellierungen

42 Wissenschaft Stabilität von Hängen Entgasungsstrukturen am Seeboden Durchpausen tieferer tektonischer Linien Dynamik in der Flachwasserzone Altlasten Starker Bezug zu angewandten Fragestellungen

43 Produkte Hochauflösende Geländemodelle, Tiefenlinien für Planer, Verwaltungen, Wissenschaft (1m, 5m) Prozessierte Rohdaten für spezifische Fragestellungen Digitale/analoge Karten (Tiefenlinien) für lokale Fragestellungen (Gemeinden, Wassersport, Private, ) Gedruckte Schummerungskarte

44 Interreg IV - Projekt

45 Kostenschätzung und Projektpartner Aufteilung nach IGKB-Schlüssel Kostenanteil Gesamtkosten Eigenanteil EU-Fördermittel CH-Fördermittel BaWü 348, , , BY 42, , , AT 61, , , CH * 159, , , , , * Die Schweiz beantragt keine Fördermittel.

46 Organisation IGKB-Projekt Tiefenschärfe Vorbereitungsgruppe Wasserwirtschaft, Denkmalschutz, Wissenschaft Geldgeber Projektkoordination Öffentlichkeitsarbeit Fächerecholotmessung Befliegung Qualitätskontrolle IGKB, INTERREG IV Institut für Seenforschung der LUBW Bundesamt für Landestopografie (swisstopo) Bundesamt für Eich- und Vermessungswesen (BEV) Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Baden- Württemberg (LGL) Landesamt für Digitalisierung, Breitband und Vermessung (LVG), Bayern LORTH GESSLER MITTELSTAEDT GmbH Universität Bern, Geologisches Institut AirborneHydroMapping GmbH Universität Bremen, Zentrum für Marine Umweltwissenschaften

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48 Projektkoordination: ISF / Vermessungsverwaltungen Koordination Bereitstellung Schiff Herstellung Produkte Professionelle Datenbereitstellung

49 Professionelle Datenbereitstellung

50 Auswertung Fächerecholot 13,5 Millionen Navigationspunkte, 7.2 Mrd. Tiefeninformationen 2961 Vermessungslinien, 6001 km Wegstrecke, 602 Schallgeschwindigkeitsprofile Probleme mit der hohen Komplexität (Projektgröße) Februar 2014: Datenlücken geschlossen, Uferprofile für Qualitätskontrolle

51 Referenzobjekt Mäander

52 Überlingersee Teufelstisch

53 Mainauschwelle

54 Markelfinger Winkel

55 Kreuzlingen

56 Wracks und Leitungen

57 Sensible Daten Projekttreffen Teilnehmer: Archäologie, Wasserversorgung, Seepolizeien, Auftragnehmer Reduzierung von Gefährdungen für archäologische Kulturgüter und für die Sicherheit von Tauchern

58 Wracks in Echolotdaten

59 Wracks/Leitungen in Sidescan-Daten

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61 Auswertung Laserbathymetrie Luftbilder (ca Bilder), Bodenauflösung 5-7 cm/pixel IR-Bilder (12 cm /pixel) HD-Video Laserscanning: 220 Flugstreifen, 7-8 m Eindringung Punkte/m², Punkte/m² in 4-5 m Tiefe Fluglänge 6 x um den See ca 15 Mrd Datenpunkte, (1/3 Bodenpunkte)

62 Punktklassifikation am Ufer 300 m Außengrenze in rot und HW1000-Linie in gelb

63 Laserscanning was kommt dabei raus?

64 Klassifizierung

65 Klassifikation Klassen ID Bedeutung 1 Unklassifiziert 2 (fester) Boden 3 Niedrige Vegetation (Bewuchshöhe: 0-1m) 4 Mittlere Vegetation (Bewuchshöhe: 1-5m) 5 Hohe Vegetation (Bewuchshöhe: 5-10m) 6 Gebäude 9 Wasseroberfläche 64 Ausreißer Punkt (fliegender Punkt) 65 Gewässerboden 66 Punkt in der Wassersäule (Volumenstreuer, See-Vegetation, Fisch)

66 Punktwolken

67 Rotach-Mündung Friedrichshafen Quelle: Projektarbeit S. Gaide, Bremen

68 Orthofotos

69 Rohrspitz-AT - Folgeprojekte

70 Schwerefeldmessungen Schwerefeldmessungen 2012, Bundesamt für Kartographie, GFZ Potsdam

71 Untersuchungen des Geoids Alain Geiger, ETH Zürich

72 Gas seeps DFG-Projekt Methanaustritte

73 Wasserzutritte aus der Molasse?

74 IR-Aufnahmen

75 Projektende 2015 Qualitätssicherung, vereinigen der Datensätze Abschlussveranstaltung: in Rorschach

76 Danke für Ihre Aufmerksamkeit

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