Zusammenfassung
Die Vermessung der Bathymetrie ist die Basis gewässerhydraulischer Betrachtungen. Ökohydraulische Anwendungen stellen in diesem Zusammenhang eine Interpretation der hydraulischen Gegebenheiten in Fließgewässern hinsichtlich der Lebensbedingungen für die Fauna und Flora dar. Mit steigenden Rechnerkapazitäten und leistungsfähigen Modellen zur Beschreibung der hydraulischen Situation steigen auch die Anforderungen an die Grundlagenvermessungen. Vor diesem Hintergrund, auch bestärkt durch die Forderungen der Wasserrahmenrichtlinie, wurde die Technologie des Airborne Hydromapping (luftgestützte Vermessung mit einem wasserdurchdringenden Lasersystem) entwickelt.
Mit dieser Technologie ist es möglich, hochaufgelöst und flächendeckend sowohl das Gewässerbett als auch die Gewässerrandbereiche zu erfassen (ca. 10–40 Punkte/m2). Diese Datengrundlage kann zur Erstellung von hochaufgelösten und detailgetreuen Berechnungsnetzen und damit der präzisen Beschreibung der hydraulischen Verhältnisse in großen Abschnitten bzw. Flussstrecken verwendet werden. In weiterer Folge kann sie für klein- bis großskalige Betrachtungsweisen (Feststofftransport, Habitatmodellierung, Strukturanalysen) genutzt werden und eröffnet auch im Bereich des Monitorings von Gewässern neue Möglichkeiten.
Abstract
Bathymetric surveys are an essential basis for investigations in river hydraulics. In this context, ecohydraulic studies represent an interpretation of the hydraulic situation in running waters with regard to the living conditions for their flora and fauna. With increasing computational performance and powerful models for describing the hydraulic situation, the expectations for basic surveys are rising. Against this backdrop and further reinforced by the stipulations of the European Water Framework Directive, the technology of Airborne Hydromapping (surveying with a water-penetrating laser system) was developed.
With this technology it is possible to survey water bodies and riparian strips comprehensively and in high resolution (10–40 points/m2). The data generated can in turn be used to create detailed, high-resolution calculation meshes and therefore to accurately describe the hydraulic conditions in large river reaches. It can be used in both small-scale and large-scale contexts (e.g. habitat modeling or structural analysis), and also opens new avenues for monitoring applications.
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Literatur
Baran, R., Dobler, W., Steinbacher, F., Ritter, M., Niederwieser, M., Benger, W., Aufleger, M. (2013): Verschneidung von Airborne Hydromapping und Fächerecholotvermessung bei Rheinfelden. Wasserwirtschaft, Vol. 9, 18–25.
Bovee, K. D. (1986): Development and evaluation of habitat suitability criteria for use in the instream flow incremental methodology. Washington, DC: USDI Fish and Wildlife Service Instream Flow Information Paper #21 FWS/OBS-86/7. 235 p.
Conner, J. T. and Tonina, D. (2013): Effect of cross-section interpolated bathymetry on 2D hydrodynamic model results in a large river. Earth Surf. Process. Landforms.
Dobler, W., Baran, R., Steinbacher, F., Ritter, M., Niederwieser, M., Benger, W., Aufleger, M. (2013): Die Verbindung moderner und klassischer Gewässervermessung. Hydrographische Nachrichten, Vol. 95, 16–22.
Dobler, W., Baran, R., Steinbacher, F., Ritter, M., Aufleger, M. (submitted): Using Airborne Hydromapping to Study an Alpine Torrent; conference paper, 7. Riverflow, 3.-5. September 2014, Lausanne, Schweiz.
EU (2000): Water Framework Directive, 2000/60/EC; Official Journal of the European Union (OJL) 327, 173 pp.
Gard, M. (2005): Variability in flow-habitat relationships as a function of transect number for PHABSIM modelling. River Res. Applic., 21:1013–1019.
Gibbins, C. N., Moir, H. J, Webb, J. H, Soulsby, C. (2002): Assessing discharge use by spawning Atlantic salmon: a comparison of discharge electivity indices and PHABSIM simulations. River Research and Applications, 18: 383–395.
Hauer, C., Mandlburger, G. and Habersack, H. (2009): Hydraulically related hydro-morphological units: description based on a new conceptual mesohabitat evaluation model (MEM) using LiDAR data as geometric input. River Res. Applic., 25: 29–47.
Hauer, C., Keckeis, H., Tritthart, M., Liedermann, M., Habersack, H. (2012): Optimierung der Habitatmodellierung an großen Fließgewässern unter Berücksichtigung von flussmorphologischen Prozessen auf unterschiedlichen Skalen. Österreichische Wasser- und Abfallwirtschaft, Vol. 64, Issue 11–12, 553–563.
Heritage, G., Large, A. (2009): Laser Scanning for the Environmental Sciences; John Wiley, Chichester 2009.
Horritt, M. S.,; Mattinson, M. J. (2006): Effects of mesh resolution and topographic representation in 2-D finite volume models of shallow water fluvial flow. In: Journal of Hydrology, Vol. 329, 2006, 306–314.
Jorde, K. (1997): Ökologisch begründete, dynamische Mindestwasserregelungen bei Ausleitungskraftwerken, Dissertation, Mitteilungen des Instituts für Wasserbau, Heft 90, Universität Stuttgart, 155 S.
Pfennigbauer, M., Steinbacher, F., Ullrich, A., Aufleger, M. (2011): High resolution hydrographic airborne laser scanner for surveying inland waters and shallow coastal zones. In: Proc. of SPIE 8037, 8037-5, Orlando.
Pinz, K. (2011): 10 Jahre Wasserrahmenrichtlinie: Sachstand zwischen Erwartung und Befürchtungen, Anspruch und Realität; in: Warnsignal Klima: Genug Wasser für alle?; Potsdam Institut für Klimafolgenforschung, 545–551.
Ritter, M. & Benger, W. (2012): Reconstructing Power Cables From LIDAR Data Using Eigenvector Streamlines of the Point Distribution Tensor Field. Journal of WSCG Vol 20, No. 3, S. 71+, 20th International Conference in Central Europe on Computer Graphics, Visualization and Computer Vision, Plzen, Tschechien.
Schneider, M. (2001): Habitat- und Abflussmodellierung für Fließgewässer mit unscharfen Berechnungsansätzen, Dissertation, Universität Stuttgart, Eigenverlag.
Steinbacher, F., Pfennigbauer, M., Aufleger, M., Ullrich, A. (2010): Airborne Hydro Mapping – Area wide surveying of shallow water areas, Proc. of 38th ISPRS Congress, ISPRS.
Williams, R. D., Brasington, J., Hicks, M., Measures, R., Rennie, C. D. and Vericat, D. (2013): Hydraulic validation of two-dimensional simulations of braided river flow with spatially continuous aDcp data, Water Resour. Res., 49, 5183–5205.
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Jocham, S., Dobler, W., Baran, R. et al. Einsatz hochauflösender Bathymetriedaten aus luftgestützter Vermessung in der Abfluss- und Habitatmodellierung. Österr Wasser- und Abfallw 66, 206–213 (2014). https://doi.org/10.1007/s00506-014-0153-3
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