Creek 4D - Erfassung gewässermorpho­logischer Parameter von Kleinstgewäs­sern

Titel des Projekts

Automatisierte hochaufloesende Erfassung gewässermorphologischer Parameter kleiner Gewässer zur Unterstützung des Hochwasserrisikomanagements sowie der Erreichung des guten ökologischen Zustandes

Förderung

Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

Zielstellung

Neue Vermessungs- und Klassifizierungsmethoden können die grundlegende Problematik der sehr arbeits- und  zeitintensiven  Beschreibung  von  kleinen,  meist  schwer  zugänglichen  Gewässern  insbesondere  in urbanen Räumen lösen. Im Rahmen einer  Pilotstudie im Raum Dresden soll am Institut für Photogrammetrie und  Fernerkundung  der  TU  Dresden  eine  innovative  Vermessungsmethodik  entwickelt  werden,  um  das Hochwasserrisikomanagement sowie die Erreichung des guten ökologischen Gewässerzustandes Gewässer zweiter  und  dritter  Ordnung  zu  dokumentieren  und  zu  unterstützen.  Das  Ziel  ist  die  automatisierte, kleinräumige  und  hochaufgelöste  digitale  Beschreibung  der  Gewässermorphologie.  Die  Konzeption  eines Gewässermesssystems  sowie  die  gesamte  Datenprozessierungskette  zur  Klassifizierung  der Gewässerbestandteile sind die Hauptaufgaben des Projektes, dessen Ergebnis im Rahmen repräsentativer Aufgaben  zusammen  mit  dem  Umweltamt  Dresden  als  Praxispartner  bezüglich  der  digitalen Dokumentationsanforderungen,  insbesondere  Genauigkeit,  Zuverlässigkeit,  Auflösung  und Datenvielfältigkeit, validiert werden.

Zur effektiven Erfassung kleiner Gewässer wird ein integriertes Multi-Sensorsystem  entwickelt und erprobt. Das  Monitoring-System  soll  zukünftig  Gewässererfassungen  vereinfachen,  beschleunigen  und standardisieren und dabei gleichzeitig zu einem deutlich höheren Detailgrad bei der Aufnahme führen. Der Einsatz verschiedener, zueinander registrierter Sensorik, u.a. RGB-Kameras, NIR-Kameras, Laserscanner und
Thermalsensoren,  erlaubt  eine umfassende Beschreibung der Gewässerprofile.  Hinzu kommt, dass in den letzten Jahren zunehmend leistungsfähige Sensoren im Lowcost-Segment auf den Markt erschienen sind, die bei  entsprechender  Integration  und  Kalibrierung,  die  Konzeption  eines  leistungsfähigen  und  dennoch preiswerten  Messsystems  zur  Erfassung  der  Gewässerstruktur  erlauben.  Die  Datengrundlage  des
Messsystems  wird  genutzt,  um  zum  einen  die  dreidimensionalen Gewässerbestandteile  nach  rechtlicher Strukturierung  –  Gewässerbett,  linkes  und  rechtes  Ufer,  linker  und  rechter  Gewässerrandstreifen  – abzugrenzen  und  zu  kartieren  und  zum  anderen  um  diese  anhand  relevanter,  automatisch  klassifizierter
Parameter untereinander zu differenzieren (z. B. zwischen Ufer mit Bewuchs und Ufer mit Steinsatz), damit eine effektive Verwaltung dieser Flächen erfolgen kann. 

Kartierungs-Software C4D

• Klassifizierung von Flächen gleicher Geländeneigung
• Klassifizierung von Vegetationsschichten
• Semiautomatische 3D-Kartierung von Uferlinien und weiteren gewässermorphologisch relevanten Linienobjekten
• Semiautomatische 3D-Kartierung von Punktobjekten
• Visualisierung von Ergebnissen und Teilergebnissen der einzelnen Arbeitsschritte
• Schnittstelle zur Überführung der Ergebnisse in ein GIS
• Modulare Aufbau: Bietet die Möglichkeit der aufgabenspezifischen Erweiterung vorhandener Module bzw. der Integration neuer Module
• Download und Dokumentation: C4D-Software

Publikationen

• Blaskow, R., Eltner, A. (2023): Investigation of the suitability of a personal laser scanning device for the monitoring of small water bodies. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLVIII-1/W1-2023, 45-50 (Link ISPRS Archives)
• Blaskow, R., Schwalbe, E. (2021): DEVELOPMENT OF A LOW-COST, HAND-HELD MULTI-SENSOR SYSTEM FOR THE MONITORING OF SMALL WATER BODIES. Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci., XLIII-B1-2021, 93–96 (Link ISPRS Archives).

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