Geospector

Kleingewässer effizient per Drohne vermessen

Der Ingenieurdienstleister Geospector hat eine effiziente Methode entwickelt, um Kleingewässer wie Regenrückhaltebecken zu überwachen und deren Fassungsvermögen zu berechnen.

Mit einer innovativen Drohnenlösung von Geospector können Gewässer wie Seen, Bäche oder Regenrückhaltebecken in Echtzeit vermessen und deren Fassungsvermögen präzise errechnet werden. Foto: Stellasolar Engineering GmbH

Hierzulande gibt es weit über 20.000 Regenrückhaltebecken (RRB). Meist an Autobahnen gelegen, sorgen sie für eine Zwischenspeicherung von Wasser und verlangsamen so die Abgabe von Niederschlagswasser an das Entwässerungssystem. Eine Aufgabe, die bei den Starkregen- und Überschwemmungsereignissen des Jahres stark in den Fokus der Aufmerksamkeit geraten ist.

RRB bedürfen einer besonderen Wartung, dazu gehört auch die kontinuierliche Überprüfung des Fassungsvermögens der Kleingewässer, das sich im Laufe der Zeit durch Ablagerung von Schlamm und Sedimenten verringert. Dies stellte bisher eine sehr aufwändige Tätigkeit dar, die von den zuständigen Betreibern nicht immer gemäß der geltenden Richtlinie durchgeführt wurde. Sedimentablagerungen wurden häufig nur an wenigen Teststellen ermittelt.

Nun hat der Ingenieurdienstleister Geospector, ein Unternehmen der Stellasolar Engineering GmbH, ein neues Verfahren entwickelt, mit dem diese Ablagerungen schnell, flächendeckend und kostengünstig in 3D vermessen werden können.

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Die Geometrie des Rückhaltebeckens nach dem Bau im leeren Zustand. Foto: Stellasolar Engineering GmbH

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Ablagerung von eingetragenen Sedimenten und Schlamm am Beckenboden. Foto: Stellasolar Engineering GmbH

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Tiefenmessung der Schlammoberfläche mit Geospector DTS Acqua. Foto: Stellasolar Engineering GmbH

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Der Abgleich mit der Soll-Geometrie ergibt die Ablagerungsdicke und -volumen. Foto: Stellasolar Engineering GmbH

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Die Lösung basiert auf dem langjährigen Drohnen-Knowhow des Unternehmens. Mit Geospector DTS hat es einen eigenen Drohnen-Lasermapper entwickelt. Bei der neuen Lösung namens Geospector DTS Acqua wurde dieser um ein Sonar, einen bathymetrischen Laser und ein automatisiertes Sondierungsystem erweitert. So lassen sich nach Angaben des Ingenieurdienstleisters ohne weitere Vorarbeiten innerhalb kürzester Zeit flächendeckende Tiefenmodelle vermessen. „Die Genauigkeit liegt dabei mittels GNSS-RTK bei einer Wassertiefe bis zu 25 Metern im Zentimeterbereich“, berichtet Geschäftsführer David Mauro und führt aus: „Die Messdaten werden dabei bereits während der Messung prozessiert, dokumentiert und unmittelbar auf einer Karte visualisiert, um beispielsweise kritische Bereiche detaillierter untersuchen zu können.“

Kombination von Drohne, Sonar und GNSS

Dieser systematische Ansatz ist für die Gewässervermessung komplett neu. „Noch nie war es so einfach, exakte und flächendeckende Tiefenmodelle von Teichen, Seen und Becken zu erzeugen. Das Tiefenmodell eines durchschnittlichen Rückhaltebeckens kann beispielsweise über die gesamte Fläche innerhalb einer Stunde erfasst werden“, betont der Diplom-Ingenieur. Die aufgenommenen Messdaten könnten anschließend zu Punktwolken und CAD-Modellen weiterprozessiert werden. Von großem Interesse ist dabei der Abgleich mit Soll-Profilen, die entweder als CAD-Daten vorliegen oder mittels automatisierter Sondierung bestimmt werden. Man erhält eine flächenhafte Übersicht der Verteilung vom Schlamm- und Sedimentdicken und deren Gesamt-, Leer- und Minderungsvolumen. Dies ist sowohl für geometrische Becken als auch naturnahe Teiche möglich. „Mit dieser Entscheidungsgrundlage lassen sich die Kosten von Sanierungs- und Reinigungsmaßnahmen minimieren und im Idealfall sogar komplett vermeiden“, so Mauro.

Wie die Lösung funktioniert

Im Gegensatz zur klassischen Sondierung werden die Ablagerungsoberfläche und das Sohlniveau getrennt voneinander bestimmt, um so die Höhe der Ablagerung zu bestimmen. Die verschiedenen Messverfahren werden von dem Dienstleister so eingesetzt, wie es die individuellen örtlichen Gegebenheiten erfordern. Ein hochgenaues GNSS-RTK sorgt bei allen Verfahren für die zentimetergenauen Lagekoordinaten der Messsysteme. Parallel dazu werden als Referenz auch Geländepunkte der RRB-Anlage eingemessen.

Das Sonar beziehungsweise der bathymetische Laserscan liefern eine komplette und dichte Erfassung der Ablagerungsfläche unter Wasser. So werden auch lokale Anhäufungen oder Ausspülungen detailliert abgebildet. Das bauliche Grundprofil des Sohlebeckens erhält Geospector entweder aus vorhandenen CAD-Daten oder durch automatisierte Sondierungen bis zur Sohle. Daraufhin kann die Dicke der Ablagerungsschicht flächendeckend bestimmt werden. Dazu werden die Höhenwerte des Sohlmodells von den Höhenwerten aller Oberflächenmessungen einfach abgezogen.

Je nach Aufgabenstellung beziehungsweise Auftragsanforderungen sind weitere Auswertungsschritte möglich: „Mit unserer Lösung ist der Einsatz von Stegen oder Kränen, die früher für Sondierungen angelegt bzw. eingerichtet werden mussten, nicht mehr nötig. Und auch auf Boote, für die oftmals die Zufahrten fehlten, kann in vielen Fällen verzichtet werden. Damit macht DTS Acqua Sondierungsarbeiten effizienter und günstiger”, resümiert Mauro. (jr)

www.geospector.de