Projektstruktur und Zuständigkeiten

Das Forschungsvorhaben Alpine Airborne Hydromapping (AAHM) umfasst im Wesentlichen die Forschungs-gebiete Datenerhebung, Datenprozessierung / Datenmanagement und Datenevalu-ierung (siehe Abbildung unten). Die Forschungsgebiete werden federführend jeweils von einem wissenschaftlichen Projektpartner bearbeitet, teilweise mit der Unterstützung der industriellen Projektpartner.

Im Folgenden werden kurz die wissenschaftlichen Projektpartner vorgestellt und die geplanten Ergebnisse der drei Forschungsgebiete.

Arbeitsbereich Wasserbau, Universität Innsbruck (Link)

Der Arbeitsbereich für Wasserbau ist Konsortialführer und Initiator von AAHM. Der AB Wasserbau ist im Wesentlichen zuständig für die Bearbeitung des Forschungsgebiets 3, der "Datenevaluierung". Hier ist Prof. Dr. Markus Aufleger der Forschungsgebietsleiter und ebenfalls der Verantwortliche für das Gesamtprojekt.

Forschungsgebiet 3, die Datenevaluierung, befasst sich mit der Anwendung der Laserdaten bei hydro-logischen und wasserbaulichen Fragestellungen in alpinen Flusssystemen.

Ein Schwerpunkt liegt hierbei auf der Nutzung von hochaufgelösten, digitalen Geländemodellen bei der numerischen Modellierung von Hydraulik- und Sedimenttransport bezogenen Prozessen. Die AAHM-Daten sollen es ermöglichen, dynamische Prozesse wie den Sedimenttransport und die Entwicklung von Flußstrukturen in alpinen Kiesflüssen besser zu verstehen und deren Gefahrenpotential im Sinne des Hochwasserschutzes einzuschätzen Geschiebeumlagerungen durch Hochwasserereignisse können durch die mehrfache Befliegung einer Strecke quantifiziert werden.

Weiterhin werden die AAHM-Daten verwendet, um ökologische Aspekte von alpinen bis voralpinen Flüssen und Deltasystemen zu untersuchen. Die Klassifizierung von Flussstrecken in Gewässerbett, Vegetation und ggf. anthropogene Strukturen ermöglicht zusammen mit den erhobenen Fließtiefen und Gewässergeometrien zudem eine Beurteilung von gewässerbezogenen Habitaten.

Ein weiterer Aspekt liegt bei der energiewirtschaftlichen Untersuchung von Gewässern und Reservoiren. Verlandungen im Umfeld von Turbinenfassungen und Entnahmeeinrichtungen führen zu schlechteren Wirkungsgraden von Kraftwerken. Diese können mit AAHM-Daten erkannt und ggf. Gegenmaßnahmen eingeleitet werden. Sedimenteintrag in Reservoire führt zum Verlust von Speichervolumen. Die Verschneidung von AAHM-Laserdaten mit Echolotdaten ermöglicht die hochaufgelöste Vermessung der Unterwasser-geometrie von Reservoiren in alpinen Gebieten bis in große Tiefen.

Department für Geodäsie und Geoinformation, TU Wien (Link)

Die Forschungsgruppe Photogrammetrie (Institut für Geodäsie und Geoinformation, Technische Universität Wien, TUW) ist zuständig für das Forschungsgebiet 2, "Datenverarbeitung und Datenmanagement ". Die hauptverantwortlichen Wissenschaftler sind Prof. Dr. Norbert Pfeifer und Dr. Gottfried Mandlburger.

Das übergeordnete Ziel dieses Forschungsgebiets ist die Entwicklung von Verfahren zur Datenverarbeitung und deren Handhabung in Form von effizienten Methoden und Software-Tools. Weiterhin gilt es eine umfassende Datenanalyse durchzuführen, um das volle Potenzial der erfassten Daten zu verstehen und zu nutzen.

Die Auswertung der topobathymetrischen AAHM-Daten wirft im Vergleich zum traditionellen topo-graphischen Laser-Scanning zusätzliche wissenschaftliche Fragestellungen auf: (i) Das grüne Lasersignal wird an der Luft-Wasser-Grenzfläche gebrochen und reflektiert. Die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Laserpulses ist im Wasser niedriger als in der Atmosphäre. (ii) Die komplexe Streuung des Laserstrahls im Wasser wirft zusätzliche Probleme für eine zuverlässige Erkennung und Beschreibung von unterschiedlichen Laser Echos auf. (iii) Unterschiedliche Arten von Wasser-Echos (vom Boden des Wasserkörpers, aus der Volumen-Rückstreuung und von der Wasseroberfläche) müssen bei der Klassifizierung der Punktwolke unterschieden werden. (iv) Die Sig-nalabsorption innerhalb der Wassersäule muss bei der radiometrischen Kalibrierung der Laser-Echos berücksichtigt werden und (v) die Messungen in den beiden verschiedenen Medien (Wasser und Luft) werfen zusätzliche Fragen für Sensorausrichtung und die geometrische Kalibrierung der Daten auf.

Die Beiträge der TUW sind somit die Lösungen dieser Fragestellungen sowohl aus theoretischer Sicht als auch durch die Bereitstellung konkrete Algorithmen, Best-Practice-Verarbeitungsroutinen und durch die Implementierung von Software-Komponenten.

AB Vermessung und GEOinformation, Universität Innsbruck (Link)

Der Arbeitsbereich Vermessung und Geoinformation (Institut für Grundlagen der Technischen Wissenschaften, Universität Innsbruck) hat die wissenschaftliche Leitung des Forschungsgebiets 1, "Datenerfassung". Darunter fällt sowohl die Befliegung mit dem bathymetrischen, flugzeuggetragenen LIDAR-System als auch alle terrestrischen und SONAR-Messungen zur subaquatischen Oberflächenerfassung.

Darüber hinaus ist das Team um Univ.Prof. Dr. Klaus Hanke und Dr. Thomas Weinold für die terrestrische Kontrollmessung und die durchgreifende Evaluierung der im Forschungsgebiet 2 ausgewerteten LIDAR-Daten zuständig, wobei in ausgewählten Testbereichen neben der vermessungstechnischen Genauigkeit auch die Zuverlässigkeit und Vollständigkeit der Daten geprüft wird.