Neue bathymetrische Vermessung des Bodensees und weitere bathymetrische Projekte in der Schweiz
Messtechnik LIDAR Workshop Gewässervermessung aus der Luft Univ. Innsbruck, 23.02.2015 Befliegungstechnik und Feldmessungen Datenprozessierung und Datenmanagement Auswertung Fallbeispiele aus der Praxis
Airborne Laserscanning (Fa. Riegl) Quelle: Hydrographisches Airborne Laserscanning für die präzise und hochauflösende Vermessung von Flussläufen und Ufergebieten, Dr. Martin Pfennigbauer, Fa. Riegl
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
Quelle: Gewässervermessung aus der Luft Einsatzmöglichkeiten und Einschränkungen in der Praxis, DI Frank Steinbacher, Fa. AHM
Geometrie des Laserstrahls Quelle:Topo-bathymetrische Punktwolken: Analyse und Konsequenzen für die Datenprozessierung, Dr. Gottfried Mandlburger, TU Wien
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
footprint Quelle:Topo-bathymetrische Punktwolken: Analyse und Konsequenzen für die Datenprozessierung, Dr. Gottfried Mandlburger, TU Wien
Detektion der Wasseroberfläche Quelle:Topo-bathymetrische Punktwolken: Analyse und Konsequenzen für die Datenprozessierung, Dr. Gottfried Mandlburger, TU Wien
Modellierung der Wasseroberfläche, Wellen Quelle: Topobathymetrische Datenprozessierung in HydroVISH Workflow, Dr. Ramona Baran, AHM
Berechnung der Refraktion Quelle: Topobathymetrische Datenprozessierung in HydroVISH Workflow, Dr. Ramona Baran, AHM
Tiefenschärfe hochauflösende Interreg IV Projekt Vermessung Bodensee Bern, 20.03.2015 Dr. Martin Wessels, Institut für Seenforschung, Langenargen
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
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
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
Der Bodensee
und über 4000 kleine Seen in Baden-Württemberg
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)
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
Arbeitsgeräte Forschungsschiff Kormoran
ROV - Remotely Operated Vehicle Ungewöhnliche Kooperation: Seenforschung, Kampfmittelbeseitigung, Wasserschutzpolizei
AUV - Autonomous Underwater Vehicle (Kiel) Geomar Kiel
Sidescan Sonar (Klein 3000)
Horizontalsonar MS1000
Bodensee Tiefenvermessung - was passiert da? Interreg IV Projekt: Tiefenschärfe hochauflösende Vermessung Bodensee
Bodensee-Tiefenvermessung was passiert da? Alte Vermessungen Von der Idee zum Projekt Durchführung und Auswertung Wracks und sensible Daten Nebenprojekte Folgeprojekte
Sebastian Münster, 1540
Vermessungen des Bodensees 1826 Landesvermessungs-Kommissär Gasser 1893 Graf Eberhard Zeppelin 1990 Internationale Gewässerschutzkommission 2015 Internationale Gewässerschutzkommission
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.
Zeppelin 1893 Quelle: Schriften des Vereins für die Geschichte des Bodensees und seiner Umgebung, 1893.
Hörnlimann 1893 Sondir-Apparat von Ing. Zuppinger (Baudirektion Kt. Zürich) Ingenieur F. Haller (Maschinenfabrik Bern) 11.147 Messungen Profile 300 600 m Abstand max. 88 Lotungen / Tag 20,7 Lotungen / km² Eisenkugel (6 bzw. 8 kg) an Stahldraht
IGKB-Vermessung 1990
Fächerlot-Testmessungen 2008 / 2009
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)
Methoden Fächerecholot Airborne LIDAR Notwendigkeit, Anwendungen, Nutzen
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
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
Dokumentation Bestandsaufnahme Einbauten (Objekten mit Lage und Abmessungen) Bestandsaufnahme Flachwasserzone (Ausdehnung von Baggerungen) Schaffung von Rechtssicherheit
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
Wissenschaft Stabilität von Hängen Entgasungsstrukturen am Seeboden Durchpausen tieferer tektonischer Linien Dynamik in der Flachwasserzone Altlasten Starker Bezug zu angewandten Fragestellungen
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
Interreg IV - Projekt
Kostenschätzung und Projektpartner Aufteilung nach IGKB-Schlüssel Kostenanteil Gesamtkosten Eigenanteil EU-Fördermittel CH-Fördermittel BaWü 348,840.00 174,420.00 174,420.00 0.00 BY 42,840.00 21,420.00 21,420.00 0.00 AT 61,200.00 30,600.00 30,600.00 0.00 CH * 159,120.00 159,120.00 0.00 0.00 612,000.00 385,560.00 226,440.00 0.00 * Die Schweiz beantragt keine Fördermittel.
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
Projektkoordination: ISF / Vermessungsverwaltungen Koordination Bereitstellung Schiff Herstellung Produkte Professionelle Datenbereitstellung
Professionelle Datenbereitstellung
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
Referenzobjekt Mäander
Überlingersee Teufelstisch
Mainauschwelle
Markelfinger Winkel
Kreuzlingen
Wracks und Leitungen
Sensible Daten Projekttreffen 17.06.14 15 Teilnehmer: Archäologie, Wasserversorgung, Seepolizeien, Auftragnehmer Reduzierung von Gefährdungen für archäologische Kulturgüter und für die Sicherheit von Tauchern
Wracks in Echolotdaten
Wracks/Leitungen in Sidescan-Daten
Auswertung Laserbathymetrie Luftbilder (ca. 22.000 Bilder), Bodenauflösung 5-7 cm/pixel IR-Bilder (12 cm /pixel) HD-Video Laserscanning: 220 Flugstreifen, 7-8 m Eindringung 20-60 Punkte/m², 10-20 Punkte/m² in 4-5 m Tiefe Fluglänge 6 x um den See ca 15 Mrd Datenpunkte, (1/3 Bodenpunkte)
Punktklassifikation am Ufer 300 m Außengrenze in rot und HW1000-Linie in gelb
Laserscanning was kommt dabei raus?
Klassifizierung
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)
Punktwolken
Rotach-Mündung Friedrichshafen Quelle: Projektarbeit S. Gaide, Bremen
Orthofotos
Rohrspitz-AT - Folgeprojekte
Schwerefeldmessungen Schwerefeldmessungen 2012, Bundesamt für Kartographie, GFZ Potsdam
Untersuchungen des Geoids Alain Geiger, ETH Zürich
Gas seeps DFG-Projekt Methanaustritte
Wasserzutritte aus der Molasse?
IR-Aufnahmen
Projektende 2015 Qualitätssicherung, vereinigen der Datensätze Abschlussveranstaltung: 11.09.2015 in Rorschach
Danke für Ihre Aufmerksamkeit