Refraktionseffekte in der Laserbathymetrie
Titel des Projekts
Entwicklung eines Modells zur strengen Berücksichtigung von Refraktionseffekten in der Airborne Laserscanning Bathymetrie
Förderung
Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)
Beschreibung
Airborne Laserscanning Bathymetrie ist ein Verfahren zur Bestimmung der Topographie von Gewässerböden in Gewässern mit geringer bis mittlerer Wassertiefe und geringem Trübungsgrad. Die Thematik erfährt gegenwärtig großes Interesse, da zum einen neue Sensorentwicklungen die Aufnahme der Topographie von Gewässerböden mit deutlich höherem Detailreichtum ermöglichen und zum anderen EU-Richtlinien die regelmäßige hydrographische Erfassung von Gewässern vorgeben.
Im Gegensatz zum konventionellen Flugzeuglaserscanning ist der Strahlverlauf bei der Laserbathymetrie durch Effekte der Refraktion an der Wasseroberfläche und der Dispersion im Wasser gekennzeichnet. Beide bewirken systematische geometrische Verschiebungen von Bodenpunkten sowie eine Degradation des Signals. Die Verwendung aktueller hochauflösender Bathymetrielaserscannersysteme bedingt daher neue Konzepte der geometrischen Modellierung, bei denen insbesondere Welleneffekte bei der Modellierung der refraktionsbedingten Strahlverlaufsänderung nicht mehr vernachlässigbar sind.
Das Ziel des Projekts liegt in der Entwicklung von geometrisch-stochastischen Modellen zur Berücksichtigung von Welleneffekten in der Laserbathymetrie. Eine Basis dafür bilden räumlich-zeitlich aufgelöste parametrisierte Wasseroberflächenmodelle, die eine differentielle Betrachtung der Refraktion über den Strahlquerschnitt erlauben. Damit kann eine verbesserte geometrische Korrektur von Refraktionseffekten und letztlich ein signifikant höheres Genauigkeitspotential in der Laserbathymetrie erreicht werden.
Auswirkungen von Wellen auf die Bestimmung von Gewässerbodenpunkten in der Laserbathymetrie. © IPF
Relevante Publikationen
Kontakt
- Prof. Dr. habil. Hans-Gerd Maas (Leitung)
- Dr.-Ing. Patrick Westfeld, Dipl.-Ing. Katja Richter (Bearbeitung)