4.1 Seevermessung im Flachwasser-Bereich
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Für einen einfacheren quantitativen Vergleich werden in Tabelle 17 für die Flüge zusätzlich die
Anteile der Tiefendifferenzen aufgelistet, die kleiner (oder gleich) ±10, ±30, ±50 oder ±100 cm sind.
Anhand der Werte lässt sich erkennen, dass die Seebodenpunkte vom Mai 2014 am besten zu den
Referenzdaten passen. Mehr als 50% aller Abweichungen sind dabei im ±10 cm-lntervall. Auch bei
den anderen Genauigkeitsstufen werden die besten Werte bei diesem Flug erzielt. Als zweitbester
Datensatz passt der vom September 2014, bei dem noch 43,4 % der Abweichungen kleiner sind als
10 cm, gefolgt vom September 2013 mit 36,7% im selben Intervall. Die Werte für das 30-, 50- und
100 cm-lntervall sind bei den beiden Befliegungen in etwa vergleichbar. Ein bisschen abgeschlagen
folgen die Flüge mit dem Riegl Sensor 2012. Bei der Flauptbefliegung weisen nur 18,2 % aller Punkte
vertikale Abweichungen kleiner als 10 cm auf im Vergleich zu den Echolot-Referenzdaten. Die
größere Streuung der Differenzen zeigt sich zudem in den deutlich geringeren Werten für das 30- und
50 cm-lntervall mit 53,3% bzw. 73,4%. Für die Nachbefliegung sind die Abweichungen im 10-, 30-
und 50 cm-lntervall jeweils zwischen 8% und 16,7% besser. Bei der Interpretation der Ergebnisse
sollte berücksichtigt werden, dass sowohl die Anzahl der Seebodenpunkte als auch die Eindringtiefen
abhängig vom Sensor unterschiedlich sind. Weiterhin können kleinere Ungenauigkeiten durch die
Interpolation des Echolot-Rasters entstanden sein.
Nachdem für jeden Messflug die Abweichungen zur Referenz insgesamt betrachtet wurden, um die
generelle Genauigkeit abschätzen zu können, soll nun eine tiefenabhängige Untersuchung der
vertikalen Differenzen zwischen Laserbathymetrie-Seebodenpunkten und den interpolierten
Echolotdaten erfolgen. Auf diese Weise kann ermittelt werden, ob die Genauigkeit beispielsweise in
den tieferen Bereichen deutlich abnimmt. Die blauen Kurven in den Abbildungen 31 bis 35
repräsentieren dabei den Mittelwert der Abweichungen in dem entsprechenden Tiefenintervall auf
der x-Achse. Dafür wurden für jedes Pixel des Echolot-Rasters die nächstgelegenen Laser-
Seebodenpunkte in 2D bis zu einem Abstand von 2 m bestimmt sowie deren vertikale Differenz
berechnet, bevor sie in die Tiefenintervalle quantifiziert wurden. Zusätzlich sind die 95%-lntervalle
der Abweichungen für jeden Flug als über die schwarz gestrichelte Linie verbundene Fehlerbalken
eingezeichnet, um die Genauigkeiten darzustellen. Die beiden orangefarbenen und nahezu
horizontalen Linien repräsentieren jeweils die erlaubte vertikale Genauigkeit (IHO TVU max ), welche
die IHO für die Order lb für die entsprechende Wassertiefe vorgibt. Sie berechnen sich nach
Formel 6 mit den Parametern aus Gleichung 10 (Seite 10 bzw. 11) und ergeben für die untersuchten
flachen Wassertiefen etwa ±50 cm. Generell sollten sich somit die beiden schwarz-gestrichelten
Kurven zwischen den beiden orange-farbenen Grenzwerten befinden, damit in dieser Wassertiefe die
Genauigkeitsanforderungen der IHO Order lb erfüllt sind. Die IHO-Grenzwerte, die Abweichungen
sowie deren Konfidenzintervalle beziehen sich auf die linke vertikale Achse des Diagramms. Da
anhand der 95%-Abweichungen nicht abgelesen werden kann, auf wie vielen Seebodenpunkten
dieser Wert basiert, wird zusätzlich erneut das Histogramm dieser Punkte in jeder Abbildung mit
dargestellt. Diese (farbige) Kurve bezieht sich auf die rechte Vertikalachse. Somit kann abgeschätzt
werden, ob es sich tendenziell um eine repräsentative Genauigkeit basierend auf vielen
Messpunkten handelt, oder ob nur wenige, eventuell als Ausreißer anzusehende Punkte (z.B. durch
Klassifikationsfehler etc.) für eine große Abweichung verantwortlich sind. Eine deutliche Abweichung
in einem Intervall bei einer großen Anzahl von Punkten ist somit ungünstiger als in einem
Tiefenbereich, in dem nur sehr wenige Punkte vorhanden sind. Aus Visualisierungsgründen wird die
Tiefe am rechten Ende der x-Achse jeweils bis zu dem Intervall angezeigt, in dem mehr als 100
Laserpunkte liegen. Zu beachten sind die unterschiedlichen Maßstäbe der Achsen in den einzelnen
