Fließgewässervermessung mittels UAV-basierter Laserbathymetrie im Produktiveinsatz

Abstract

Durch die Entwicklung von kompakten und leichten topo-bathymetrischen Laserscannern, die auch auf unbe-mannte Flugplattformen integriert werden können, hat sich das Anwendungsfeld der Airborne Laserbathymetrie (ALB) wesentlich erweitert. Mit aktuellen Sensoren lassen sich hohe Punktdichten von mehr als 100 Punkten/m2 und vergleichsweise große Eindringtiefen von mehr als der 2-fachen Secchi-Tiefe erzielen. In diesem Beitrag be-richten wir vom Einsatz von UAV-ALB an drei oberösterreichischen Flüssen (Waldaist, Ager und Traun), durchge-führt durch die Skyability GmbH im Auftrag des Landes Oberösterreich. Wir stellen den Sensor und den Workflow zur Datenverarbeitung vor. Es hat sich gezeigt, dass das Gewässerbett mit einem Vollständigkeitsgrad von 99 % erfasst wurde. Gegenüber terrestrisch gemessenen Referenzprofilen konnte eine absolute Höhengenauigkeit von besser als 15 cm für 95 % aller Kontrollpunkte nachgewiesen werden, womit auch der strenge Exclusive Order Standard der IHO erfüllt ist. UAV-ALB stellt damit eine effiziente und präzise Methode zur Erfassung von Fließgewässern mittlerer Größe dar mit zahlreichen Anwendungen in der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung, Elektrizitätswirtschaft, Gefahrenzonenplanung, Gewässerökologie und Unterwasserarchäologie.

The development of compact and lightweight topo-bathymetric laser scanners, which can also be integrated on unmanned aerial platforms, has significantly expanded the application field of airborne laser bathymetry (ALB). With current sensors, high point densities of more than 100 points/m2 and comparatively large penetration depths of more than twice the Secchi depth can be achieved. In this paper we report on the deployment of UAV-ALB on three Upper Austrian rivers (Waldaist, Ager and Traun) conducted by Skyability GmbH on behalf of the province of Upper Austria. We present the sensor concept and the workflow for data processing. Data analysis revealed that the riverbed was recorded with a completeness level of 99 %. Compared to terrestrially measured reference profiles, an absolute height accuracy of better than 15 cm could be demonstrated for 95 % of all control points, thus also fulfilling the strict Exclusive Order Standard of the IHO. UAV-ALB thus represents an efficient and precise method for the detection of medium sized streams with numerous applications in water and navigation management, electricity industry, hazard zone planning, hydro-ecology and under water archaeology.