HochwasserprÀvention aus der Luft

Das Jenaer Vermessungsunternehmen TRIGIS und GeoFly aus Magdeburg haben hochprĂ€zise True Digital Orthophotos mit drei Zentimetern Bodenauflösung fĂŒr die Stadt WolfenbĂŒttel erstellt, mit denen sich Überschwemmungs- und RetentionsflĂ€chen leichter bestimmen lassen sollen.

Heftige Unwetter und dramatische Bilder von zerstörerischen Wassermassen waren im Mai und Anfang Juni das zentrale Thema in allen Nachrichten. Von den ĂŒberschwemmten Dörfern und gebrochenen DĂ€mmen in Niederbayern und Baden-WĂŒrttemberg zu den ĂŒberfluteten Straßen und vollgelaufenen Kellern in Hessen, Sachsen – Anhalt, dem Rheinland und dem SĂŒden Niedersachsens – dieses Jahr schien ganz Deutschland von unerwartet starken Überschwemmungen betroffen. Vielerorts versagten die gĂ€ngigen FrĂŒhwarnsysteme und in einigen Regionen war man auf derartige Wassermassen ĂŒberhaupt nicht eigestellt.

Ähnlich erging es dem Land Niedersachsen, das in den letzten 15 Jahren gegen vier sogenannte „Jahrhunderthochwasser“ kĂ€mpfen musste. Das Land investiert seitdem verstĂ€rkt in Schadensminimierung sowie HochwasserprĂ€vention. Die FlĂ€chenvorsorge und insbesondere die Überschwemmungs- und RetentionsflĂ€chen spielen hierbei eine große Rolle. Weil diese FlĂ€chen besonders viel Wasser aufnehmen können, werden sie im Falle eines starken Hochwassers gezielt ĂŒberschwemmt und können so die zerstörerischen Wassermassen von Wohngebieten und Straßen fernhalten. Bestimmen lassen sich diese FlĂ€chen am besten aus der Luft. Auf Basis von orientierten digitalen Luftbildern lassen sich spezifische GelĂ€nde- und OberflĂ€chenmodelle berechnen. Diese bieten wiederum die Grundlage, um RetentionsflĂ€chen schnell und zuverlĂ€ssig via Computer erkennen und markieren zu können.

7.1 Photogrammetrie / Fernerkundung
Aeroscout GmbH

Aeroscout GmbH ist spezialisiert auf die Vermarktung von unbemannten Helikoptern
fĂŒr den kommerziellen, industriellen, humanitĂ€ren und insbesondere
wissenschaftlichen Einsatz. Aeroscout offeriert ausgereifte technisch-komplexe
und gleichzeitig bedienungsfreundliche Flugsysteme fĂŒr luftgestĂŒtzte Aufgaben
in der Vermessung, zur Inspektion, Überwachung und PrĂ€vention, sowie zur luftgestĂŒtzten
Informationsgewinnung, z.B. Photogrammetrie und 3D-Laserscanning.
CycloMedia Deutschland GmbH

CycloMedia ist der innovative TechnologiefĂŒhrer mit mehr als 30 Jahren
Erfahrung in der Erstellung von Umgebungsaufnahmen mit GIS-Genauigkeit.
Unsere georeferenzierten Panoramen (Cycloramas) ermöglichen das Messen,
Analysieren und Planen im öffentlichen Raum direkt vom Arbeitsplatz aus – das
reduziert die Anzahl der Außentermine deutlich. Unsere Produktpalette reicht
von GIS-Integrationen ĂŒber Objektinventarisierung bis hin zu Schulungen.
ESG Elektroniksystem- und Logistik-GmbH

Seit 50 Jahren vertrauen Behörden, MilitÀr und Industrie der Kompetenz der
ESG. Unsere Themenschwerpunkte im Bereich GeoIT und Fernerkundung
liegen in der Konzeption und Realisierung von Geodatenmanagementsystemen,
Geodateninfrastrukturen, verlegbaren (mobilen) Geoinformationssystemen
und Software fĂŒr die automatisierte Bildauswertung sowie fĂŒr die
Karte/Lage-Darstellung in Einsatzsystemen.
GAF AG

Die GAF AG ist ein weltweit agierendes Unternehmen mit fĂŒhrenden Kompetenzen
in der Entwicklung von Produkten und Dienstleistungen in der
Geo-Information. Mit ĂŒber 180 Mitarbeitern bietet die GAF AG Geo-Daten,
Datenveredelung, GIS- und Datenbankanwendungen,
Beratung und Projektmanagement sowie entwicklungstechnische Assistenz. CEO ist Dr. Peter Volk.
GEOSYSTEMS GmbH

GEOSYSTEMS ist ein Softwarevertriebsunternehmen mit umfassenden Serviceleistungen. Als Hexagon Geospatial Partner bietet das Unternehmen ein komplettes Portfolio von Fernerkundungs-, Photogrammetrie- und GIS-Software fĂŒr Desktop-, Server-, Web- und Cloud-Umgebungen. DarĂŒber hinaus entwickelt GEOSYSTEMS Lösungen fĂŒr automatisierte Workflows und effektives Geodatenmanagement.
IABG

Die IABG „Geodata Factory“ ist ein fĂŒhrender europĂ€ischer Dienstleister im Bereich Fernerkundung, Photogrammetrie und Geoinformationssyteme. Unsere 80 Geospezialisten erfassen, verarbeiten, analysieren und visualisieren Geodaten gemĂ€ĂŸ den WĂŒnschen unserer Kunden. Die Entwicklung und die Migration von GIS-Systemen sowie die Implementierung von Geodatenbanken erfolgen nach internationalen Standards.
Phoenics GmbH

Die Phoenics GmbH ist seit mehr als 20 Jahren im Bereich der Erfassung und Verarbeitung von Geodaten tĂ€tig. Ein besonderes Merkmal ist die Datenerfassung aus Luft- und Satellitenbildern. Bereits seit UnternehmensgrĂŒndung arbeitet Phoenics mit digitalen photogrammetrischen Systemen und GIS. Thematische Schwerpunkte sind BildflĂŒge, AbwassergebĂŒhren- splitting, Sat.bildauswertung und int. Projekte.
SAG GmbH, Bereich CeGIT

Mit 400 Mitarbeitern bietet SAG CeGIT Lösungen und Dienstleistungen zu
Asset- & Netzdatenmanagement, BetriebsfĂŒhrung, Instandhaltung, Trassierung,
Fernerkundung, Netzplanung und Smart Grids. Jahrzehntelange Erfahrungen
der SAG von Aufbau bis Betrieb von Energieanlagen & -netzen sind Basis unserer
Lösungen, die Wettbewerbs- und ZukunftsfÀhigkeit von Stadtwerken,
Netzbetreibern, Kommunen und Industriebetrieben nachhaltig unterstĂŒtzen.
SITEBOTS GmbH

Die SITEBOTS GmbH ist eine Ingenieurgesellschaft, die sich auf die Entwicklung und Produktion von Multikoptern/UAV (Kameradrohnen) spezialisiert hat! Wir bieten bundesweit temporĂ€re, luftgestĂŒtzte Inspektions-, Vermessungs- und WartungsflĂŒge fĂŒr Unternehmen aus dem Umfeld der Energie, Vermessung, Bau-, Land- und Immobilienwirtschaft an. AGISOFT Photoscan Pro. Weitere Infos unter: www.sitebots.com
Topcon Deutschland Positioning GmbH

Topcon Deutschland Positioning ist der deutsche Sitz der börsennotierten Topcon
Corporation – weltweit fĂŒhrend in der Herstellung von optischen und elektronischen
Instrumenten fĂŒr die Medizin, Vermessung und Bauwirtschaft. Topcon
entwickelt und produziert innovative Positionierungslösungen und bietet ein
ganzheitliches Produktportfolio an GNSS-Systemen, Lasern, Produkten fĂŒr die
optische Vermessung und Maschinensteuerung, sowie Anwendungssoftware an.
Vermessung3D.de

Vermessung3D.de vertreibt UAV-Vermessungssysteme und photogrammetrische
Software, u.a. Agisoft Photoscan. Daneben bieten wir eine aufgabenspezifische
DurchfĂŒhrung von nahbereichs- und UAV-photogrammetrischen Vermessungen
und teilen unsere Erfahrung und unser Wissen im Bereich moderne Photogrammetrie
mit unseren Kunden im Rahmen von Photogrammetrie-Seminaren und
onlinebasiertem On-the-job Support.

Zwar stellt das Landesamt fĂŒr Vermessung Niedersachen (LGLN) den Kommunen alle drei Jahre aktuelle Orthophotos aus Befliegungen zur VerfĂŒgung, doch der niedersĂ€chsischen Stadt WolfenbĂŒttel reichten die standardmĂ€ĂŸig generierten Bilder mit 20 Zentimeter Bodenauflösung nicht. Um den Hochwasserschutz intensiv anzugehen, beauftragte die Stadtverwaltung die Vermessungsunternehmen TRIGIS und das Tochterunternehmen GeoFly, sogenannte „True“ Digital Orthophotos (TDOP) vom gesamten Stadtgebiet zu erstellen. TDOPs oder auch strenge bzw. richtige Orthophotos sind nach DIN 18740-3 definiert als ein „True Orthophoto (..) in dem sichttote RĂ€ume weitgehend beseitigt sind.“

„Im Vergleich zu regulĂ€ren Orthophotos des Vermessungsamtes besitzen die von der TRIGIS erstellten DTOPs eine weitaus höhere Bodenauflösung von bis zu drei Zentimetern. Die Befliegung erfolgt mit einer Überlappung von 80 zu 60. Dies ist die BasĂ­s fĂŒr hochgenaue OberflĂ€chenund GelĂ€ndemodelle“, erlĂ€utert Andy Rothe von TRIGIS. Dies sei insbesondere bei der HochwasserprĂ€vention ausschlaggebend, denn je genauer die GelĂ€nde und OberflĂ€chenmodelle, desto zuverlĂ€ssiger können die ÜberschwemmungskapazitĂ€ten berechnet und gefĂ€hrdete Regionen bestimmt werden. Zudem sollen sich mit den TDOPs Aufgaben in den Bereichen Versiegelung, Auskunft und Schutz besser und preisgĂŒnstiger erledigen lassen.

Digitale GelÀndemodelle auf Basis von TDOPs werden besonders im Hochwasserschutz angewendet. Bild: GeoFly

Digitale GelÀndemodelle auf Basis von TDOPs werden besonders im Hochwasserschutz angewendet. Bild: GeoFly

„Befliegungsprojekte wie das in WolfenbĂŒttel sind momentan aber noch die Ausnahme“, erklĂ€rt Andy Rothe von TRIGIS. Einen triftigen Grund dafĂŒr kann das Unternehmen jedoch nicht nennen. Möglicherweise liegt es daran, dass vielen StĂ€dten die vom Land zur VerfĂŒgung gestellten Orthophotos fĂŒr ihre Prozesse reichen. Zudem befĂŒrchten manche Kommunen wahrscheinlich, dass eine zusĂ€tzliche Befliegung mehr Aufwand und gleichzeitig eine höhere finanzielle Belastung darstellt. Denn Faktoren wie eine lĂ€ngere Flugzeit aufgrund einer höheren Überlappung und geringerer Aufnahmehöhe könnten die Kosten fĂŒr so ein Projekt stark beeinflussen. Dieser Aufwand ist aber steuerbar. „Die Befliegung muss gut geplant werden und auf bestimmte Parameter wie Flughöhe, Geschwindigkeit und Flugbedingungen muss natĂŒrlich besonders geachtet werden“, erklĂ€rt Aicke Damrau, GeschĂ€ftsfĂŒhrer der GeoFly. FĂŒr den Auftrag benötigten die beiden Unternehmen eine hochempfindliche Kamera sowie ein spezielles, an die Umgebungsbedingungen und an die vom Kunden gewĂŒnschte QualitĂ€t angepasstes, Aufnahme- und Datenbearbeitungsverfahren. FĂŒr die Bilderfassung benutzte TRIGIS Tochter GeoFly die Hochleistungskamera Vexcel UltraCam Falcon Prime, die fĂŒr die Befliegung in die Cessna 182T eingebaut wurde.

Um die gewĂŒnschte Auflösung von drei Zentimetern zu erreichen musste GeoFly das Stadtgebiet WolfenbĂŒttel in 34 Bildflugstreifen ĂŒberfliegen und dabei insgesamt 3.354 Einzelbilder aufnehmen. Entscheidend dabei war laut Aicke Damrau eine Ă€ußerst hohe Überlappung von 80 Prozent lĂ€ngs und 60 Prozent quer. Nur so ließen sich spĂ€ter möglichst viele BlindflĂ€chen herausrechnen und besonders scharfe Objektkanten generieren.

„Auch die Flughöhe ist bei TDOPs entscheidend“, erklĂ€rt Aicke Damrau. „FĂŒr DOPs mit 20 Zentimetern Bodenauflösung befliegen wir das Gebiet aus ungefĂ€hr 3200 Metern Höhe. FĂŒr die TDOPs mit drei Zentimetern Bodenauflösung mussten wir das Stadtgebiet WolfenbĂŒttel aus 530 Metern Höhe erfassen.“ Zudem mĂŒsse man vorher die passende Fluggeschwindigkeit bestimmen. „Fliegt das Flugzeug zu schnell sind die AbstĂ€nde zwischen den einzelnen Auslösepunkten zu kurz. Das kann eine Kamera schnell an ihre technischen Grenzen bringen“, erklĂ€rt Aicke Damrau. FĂŒr die Prozessierung der Befliegungsdaten wurde die Sure Software von nFrames verwendet. Schließlich entstand aus dem True Orthophoto ein detailliertes Digitales OberflĂ€chenmodell vom Stadtgebiet WolfenbĂŒttel mit 1.100 Punkten pro Quadratmeter und einer Gesamtpunktmenge von ungefĂ€hr 60 Milliarden.

www.geofly.eu
www.trigis.de