2.1 Luftgestützte Laserbathymetrie
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Abbildung 2: Gegenüberstellung der Footprint-Größe und des Aufnahmebereichs von Fächerecholot und
Laserbathymetrie. Im ersten Fall sind beide Parameter stark abhängig von der Wassertiefe, während bei
Laserbathymetrie die Footprint-Größe und die Streifenbreite deutlich weniger von der Wassertiefe beeinflusst werden
(Bildquelle: Costa et al., 2009. Das Bild wurde für diesen Bericht bearbeitet).
Generell lassen sich die derzeit verfügbaren bathymetrischen Sensoren in zwei Gruppen einteilen:
In der ersten Kategorie sind die Laserpulse nicht so stark, so dass diese nicht sehr tief in die
Wassersäule eindringen können. Dies ermöglicht jedoch auf der anderen Seite eine deutlich höhere
Pulswiederholrate, was wiederum zu einer hohen Punktabdeckung am Boden führt. Diese Sensoren
sind somit in der Lage, die Flachwasserbereiche mit einer guten geometrischen Auflösung zu
erfassen. Typische Eindringtiefen sind etwa 1 bis 1,5-fache Secchi-Tiefe mit Scanfrequenzen von bis
zu 200 kHz beim Riegl VQ-820-G bzw. 35 kHz beim AHAB Chiroptera.
Die zweite Gruppe von Sensoren verwendet sehr starke Laserpulse und ermöglicht auf diese Weise
die Messung von tieferen Bereichen in der Größenordnung von bis zu ca. 3x Secchi, was jedoch mit
einer reduzierten Pulswiederholrate von ca. 4 kHz (AHAB HawkEye II, 2013) einhergeht. Die
Pulsenergie beim Tiefwasser-Kanal des HawkEye III ist beispielsweise 20-mal so stark wie die des
Chiroptera Sensors. Damit verbunden ist weiterhin, dass diese Art von Instrumenten
dementsprechend größer ist und u. U. größere Flugzeuge als Aufnahmeplattform erfordern.
Inzwischen bietet die Firma AHAB mit dem HawkEye III einen Scanner an, der separate Laser für
beide Wassertiefen in einem Gerät vereint. Weiterhin werden häufig (insbesondere aber bei den
Flachwassersensoren) zusätzlich noch topographische Scanner mit eingebaut, die die Landbereiche
mit einer noch höheren Pulswiederholrate erfassen können, z.B. mit 500 kHz im Fall von Chiroptera
oder HawkEye II.
Nach einer topographischen Befliegung müssen die einzelnen Flugstreifen per Ausgleichung
aneinander angepasst werden, da nicht alle systematischen Fehler entsprechend modelliert werden
können und sich korrespondierende Punkte in überlappenden Streifen zunächst nicht
notwendigerweise an derselben Stelle befinden. Man spricht von der sogenannten
Streifenanpassung (strip adjustment). Normalerweise wird die Ausgleichung über klar identifizierbare