Tomographische Ansätze zur Laserbathymetriedatenverarbeitung

• Antragsteller: Professor Dr. Hans-Gerd Maas
• Fachliche Zuordnung: Geodäsie, Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformatik, Kartographie
• Förderung: Förderung von 2017 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 390023295

Airborne Lidar Bathymetry ist ein Flugzeuglaserscanningverfahren zur Bestimmung der Topographie von Gewässerböden in Gewässern mit geringer bis mittlerer Wassertiefe und geringem Trübungsgrad. Die Thematik erfährt gegenwärtig großes Interesse, da zum einen neue Sensorentwicklungen die Aufnahme der Topographie von Gewässerböden mit deutlich höherem Detailreichtum ermöglichen und zum anderen EU-Richtlinien die regelmäßige hydrographische Erfassung von Gewässern vorgeben. Der Strahlverlauf bei der Laserbathymetrie ist durch eine von der Gewässertrübung abhängige Absorption und Streuung unter Wasser charakterisiert, die das Signal-Rausch-Verhältnis im digitalisierten Laserpulsecho verschlechtert und damit die Detektion von Gewässerbodenpunkten erschwert. Im Vorhaben sollen Ansätze entwickelt werden, die auf einer tomographischen Repräsentation benachbarter Laserpulsechos basieren. In diesen Voxelraumrepräsentationen sollen durch Einsatz robuster Schätz- und Filterverfahren konsistente Gewässerbodenflächenelemente statt diskreter Einzelpunkte detektiert werden. Dies verspricht eine deutliche Steigerung der Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Gewässerbodendetektion und damit gleichzeitig eine Steigerung der Tiefenreichweite der Laserbathymetrie. Zudem soll der Signalabfall der Laserpulsechos in der Wassersäule zur Bestimmung räumlich hochaufgelöster Gewässertrübungsparameter genutzt werden, indem aus dem Signalverlauf des digitalisierten Laserpulsechos Parameter eines Modells zur Beschreibung der Signaldämpfung bestimmt werden. Neben Daten konventioneller Laserbathymetriesysteme sollen auch Daten aktueller Single Photon Lidar Systeme einbezogen werden.

• DFG-Verfahren: Sachbeihilfen