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  • Ralf Hoffmann

Erosionskontrolle aus der Luft: aeroDCS führt UAV-basiertes Risikomanagement in Swanetien durch

Aktualisiert: Feb 8

Koblenz (RH). In vielen Ländern ist die Bodenerosion ein großes Problem. Durch Erosion geht fruchtbarer Boden und damit die Lebensgrundlage der Menschen vor Ort verloren. Besonders nach dem Abholzen von stabilisierenden Baumbeständen (meist als Brennstoffquelle oder als Baumaterial) ist der Boden der Erosion schutzlos ausgeliefert. Swanetien und insbesondere die Region um Mestia und Uschguli befindet sich in einem Transformationsprozess. Mit dem zunehmenden Tourismus sowie der Errichtung von Wasserkraftanlagen im Rahmen des Nenskra Projektes werden Gebiete erschlossen, die ein grundsätzlich erhöhtes Gefährdungspotenzial in Form von z. B. Felsstürzen, Hangrutschungen oder Hochwassern zeigen.


AeroDCS ist in diesem Projekt für die Durchführung der Vermessungsarbeiten aus der Luft eingeplant. Das Projekt wird vom BMBF gefördert. Für die Durchführung der Arbeiten am Boden wurde bei uns der neue Kollegen Uwe Leuchtemann als Vermessungsingeneur eingestellt. Die Projektleitung liegt beim TU Bergakademie Freiberg. Weitere Partner sind u.a. TU Bergakademie Freiberg, Hochschule für Technik und Wirtschaft Dresden, verschiedene KMU aus Dresden, Düsseldorf und Dorfhain.


Mazeri nach Mestia via Guli pass (Swanetien) Quelle: http://www.caucasus-trekking.com/


Swanetien und insbesondere die Region um Mestia und Uschguli befindet sich in einem Transformationsprozess. Mit dem zunehmenden Tourismus sowie der Errichtung von Wasserkraftanlagen im Rahmen des Nenskra Projektes werden Gebiete erschlossen, die ein grundsätzlich erhöhtes Gefährdungspotenzial in Form von z. B. Felsstürzen, Hangrutschungen oder Hochwassern zeigen. Swanetien ist eine Region im Kaukasus Georgiens mit teilweise gravierenden Massenbewegungen, die zu zahlreichen Toten und Zerstörung der Verkehrswege führen. Die Massenbewegungen werden zusätzlich forciert durch eine anhaltende Erosion. Der Rückgang der Gletscher aufgrund des Klimawandels kann zum Auftauen von Permafrostböden sowie zuneh- menden Winterniederschlägen führen, die mittelfristig zunehmenden Hanginstabilitäten und somit erhöhten Naturrisiken verursachen. Gleichzeitig steigt das Bewusstsein über die zunehmende Gefährdung durch Naturgefahren.


Für das Vorhaben sind digitale Geländemodelle in unterschiedlicher Genauigkeit notwendig. Für Geländemodelle mit geringer Auflösung werden Höhendaten auf Basis von Satelliten genutzt. Benötigt man für ausgewählte Gebiete eine höhere Genauigkeit der Geländemodelle, kommen Drohnen zum Einsatz. Die durch Drohnen ermittelten Daten können durch terrestrische Vermessungen ergänzt werden, um die Morphologie von Felsböschungen exakt zu vermessen. Ferner benötigen Drohnen ein geodätisches Referenznetz, damit die Messdaten zum entsprechenden Koordinatensystem passen und die erforderliche Genauigkeit gewährleistet ist. Diese Referenznetz wird mittels terrestrischer Vermessung erstellt.



Mittels Drohnenflügen werden ausgewählte Areale zur Vermessung beflogen, um Orthophotos sowie digitale Geländemodelle und Punktwolken in unterschiedlicher räumlicher Auflösung zu erstellten. So wird die Auflösung in den noch zu definierenden engeren Untersuchungsgebieten und Risiko-Typuslokalitäten höher sein, um hier die notwendige Detailliertheit zu erreichen. Für die Erfassung z. B. der Massenbewegungen und das "Up-Skaling" können für größere Flächen Auflösungen von 5 cm x 5 cm und 10 cm x 10 cm erreicht werden. Sämtliche weiteren Vermessungen und Befliegungen werden an dieses örtlich vermarkte Grundlagennetz angeschlossen. Die Referenzierung der Luftbilddaten und die erwünschte bzw. erforderliche Genauigkeit werden über eindeutig identifizierbare Passpunkte erreicht.


Durch Verwendung von mit differentiellen GPS eingemessenen Bodenreferenzpunkten soll eine sehr hohe absolute Genauigkeit erzielt werden, um Detailuntersuchungen wie das Trennflächengefüge zu ermöglichen. So wird die Auflösung in den noch zu definierenden engeren Untersuchungsgebieten und Risiko-Typuslokalitäten höher sein, um hier die notwendige Detailliertheit zu erreichen.



Die lokale Situation wird in Zeitreihen erfasst und ermöglicht dadurch eine genaue Prozessanalyse sowie eine präzisen Erfassung von Veränderungen wie z. B. Hangbewegungen. Ferner können Änderungen der Volumina präzise angegeben werden. Mit terrestrischen Vermessungen können Überhänge an Felswänden und das Trennflächeninventar erfasst und potenzielle Versagensflächen bzw. -körper an Felsböschungen sowie Hangbewegungen selbst festgestellt werden. Geotechnische Risikomodelle können auch in Verbindung mit terrestrischem Laserscanning eine gute Methode für das Management für Geogefahren darstellen.


Ein weitere wichtige Herausforderung ist die Entwicklung eines wartungsarmen Monitoring- und Frühwarnsystem, das neben den wichtigen Straßenabschnitten zukünftig auch größere und oft schlecht zugängliche Areale abdeckt. Aus einer Kombination bestehender Technologien wird ein selbstlernendes System zum Monitoring von Hangbewegungen als ein Frühwarnsystem entwickelt. Dieses kann als flexibles System an die unterschiedlichen Situationen angepasst werden. Das geplante Expertensystem ermöglicht eine systematische Erfassung von Massenbewegungen und kann schrittweise über die Projektzeit hinaus erweitert werden. Mit der Einpflege neuer Daten erhält man einen immer exakteren Kenntnisstand über die Art und Intensität der Naturrisiken in Swanetien. Das Monitoring- und Frühwarnsystem und das Expertensystem werden miteinander verknüpft, so dass mögliche Gefährdungen und konkrete Ereignisse automatisch in einem (Web-) GIS angezeigt werden. Dies bietet den zuständigen Behörden die Möglichkeit, mit entsprechenden Maßnahmen auf das Ereignis zu reagieren. Eine weiterentwickelte Applikation für Smartphones und Tablets soll die zeitnahe Benachrichtigung der Behörden über Ereignisse ermöglichen.


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AeroDCS bietet eine Palette qualitativ hochwertiger und operativ zuverlässiger Dienstleistungen rund um die hochauflösende Fernerkundung, insbesondere in der Kontrolle und Zustandserfassung von Forsten, Infrastruktur, Pipelines und Fernleitungen. Unser Anspruch ist die Lieferung von Daten höchster Qualität in zuverlässigen Prozessketten. Dazu gehören die Durchführung von Flugmissionen zur Aufnahme von Bilddaten, der Auswertung und Lieferung der Ergebnisse, die Erprobung neuer Verfahren, die Erstellung von Expertisen und Studien für die Nutzung, das Durchführen von Schulungen für Anwender sowie der Vertrieb und die Vermietung von Flugträgern für die Fernerkundung. Zusammen mit der Schwestergesellschaft Lange Research Aircraft GmbH in Zweibrücken bilden wir eine gemeinsame Kompetenz unbemannter Fernerkundung Made in Rheinland-Pfalz.

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