Ein grüner Laser vermisst die Unterwasserwelt

Geodäsie. Von Flugzeugen aus untersuchen Forscher Flüsse, Seen und Küsten. So gewinnen sie erstmals flächendeckende Daten über Gewässer. Die dazu benötigte Software visualisierte kürzlich Albert Einsteins Gravitationstheorie.

Hai im Wasser
Hai im Wasser
Hai im Wasser – Michaela Bruckberger

Geometer vermaßen Flüsse bislang mittels Profilachsen, die sie entlang der Gewässer alle 50 bis 100 Meter von einer Flussseite zur anderen anlegten: Die Querschnitte zu erstellen ist zeitaufwendig. Zugleich liefern sie kein exaktes Gesamtbild. Wie Flüsse zwischen den Abstandsmessungen aussahen, musste Vermutung bleiben. „Schon zu meiner Studentenzeit an der TU München wurmte es mich, dass die Gewässervermessung kompliziert und ungenau war“, sagt Frank Steinbacher, Wasserbau-Ingenieur und Geschäftsführer des Innsbrucker Start-ups Airborne Hydromapping (AHM).

Gemeinsam mit Markus Aufleger, Leiter des Bereichs Wasserbau an der Universität Innsbruck, wo auch Steinbacher seit seinem Doktoratsstudium arbeitet, und dem Industriepartner Riegl Laser Measurement Systems (Horn) entwickelte er daher ein neues optisches Messverfahren. Dabei wird ein grüner Laser mit der Wellenlänge 532 Nanometer von einem Flugzeug oder Helikopter aus auf Oberflächen gestrahlt. Diese Wellenlänge dringt sehr gut in den grünen und blauen Lichtbereich, in dem Wasser normalerweise erscheint, ein. Aktuell lassen sich – je nach Wasserqualität – Messtiefen von 25 Metern erreichen.

Im Forschungsprojekt Alpine Airborne Hydromapping (AAHM) das im Kompetenzzentrenprogramm vom Technologie- und Wissenschaftsministerium mit 1,4 Millionen Euro gefördert wurde, vermaßen die Wissenschaftler gemeinsam mit Industriepartnern und Energieversorgern von März 2013 bis Februar 2016 alpine Gewässer.

 

Das Monitoring von Flüssen

„Grundsätzlich ging es uns darum, Daten zu generieren, die Betreiber von wassertechnischen Anlagen genauso benutzen können wie Wissenschaftler, die etwa das Risiko für Hochwasser berechnen“, sagt Steinbacher. Er und sein Team untersuchten unter anderem die Tiroler Flüsse Inn, Vils und Achen, das Mündungsdelta des Chiemsees in Bayern, die Vorarlberger Lech, die Seitenaue der Donau, aber auch Staustufen, etwa den Tauernbach. Manche Gebiete überflogen sie mehrmals, etwa vor und nach Hochwasser, um ein „genaues Monitoring zu erreichen“, so Steinbacher. Gerade das zeigte den Forschern, wie sich Flüsse veränderten, sei es die Morphologie unter Wasser oder die Vegetation entlang der Flüsse.

So konnten etwa Forscher der TU Wien anhand der Daten auswerten, wie sich die Flusssohle der Donau bei enorm viel Wasser verändert, welche Wege sich das Wasser sucht, wie viel Totholz es transportiert und wo es sich ablagert und dadurch ein Hindernis für Anlagen wird.

 

Von Einstein bis zu den Küsten

Die Firma AHM entwickelte die Software Hydro Wish, um die enormen Daten zu visualisieren. Weltweit arbeiten bereits Forschungseinrichtungen mit AHM zusammen. Albert Einsteins kürzlich bewiesene Gravitationswellen wurden für das Max-Planck-Institut für Gravitationsforschung in Potsdam mit Hydro Wish visualisiert. Von dort aus gingen die Innsbrucker Grafiken um die Welt.

Zudem vermaß AHM bereits schwedische, deutsche, dänische und norwegische Küsten. In Norwegen etwa die flachen, felsigen Küsten, wo beinah wöchentlich Schiffe sinken. In Dänemark suchte man bestmögliche Wege für Seekabel, die Energie von Windparkanlagen im Meer an Land bringen. „Das Anwendungsfeld ist gigantisch“, sagt Steinbacher. (por)

LEXIKON

In der Fernerkundung gewinnen Wissenschaftler Informationen über die Erdoberfläche von einem Flugzeug, Ballon oder Satelliten aus.

Gewässervermessung bedeutet, dass Forscher Gestalt und Tiefe von Seen, Flüssen oder Küsten bestimmen. Bislang benötigten sie ein Boot, um unter Wasser zu messen. Nun können sie mit einem grünen Laser aus der Luft bis zu 25 Meter unter der Wasseroberfläche messen.

("Die Presse", Print-Ausgabe, 26.03.2016)

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