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Fliegende Messsysteme (30.06.2015)

Traditionell werden wichtige Umweltkenngrößen, wie z. B. die Wasseroberflächentemperatur, an festen Punkten gemessen. Diese Messstationen sind eingebunden in Beobachtungsnetze, so entsteht eine grobe Vorstellung von der räumlichen Verteilung einer Messgröße. Nun sind neue Systeme in der Entwicklung, die die räumliche Verteilung von Kenngrößen direkt aus der Luft messen können. Dies ist auch für die Wasseroberflächentemperatur möglich. Die BfG ist an der Weiterentwicklung solch neuer Fernerkundungssysteme beteiligt.

Wettermäßig muss schon alles stimmen, wenn man im hohen Norden mit einem Tragschrauber und gleichzeitig mit einem kleinen unbemannten Flugobjekt fliegen möchte. Es sollte trocken sein, der Wind nicht zu stark und auch die Sichtverhältnisse müssen ok. sein, während die Gezeiten zum richtigen Zeitpunkt für den Wasserstand sorgen, der erfasst werden soll. Bereits im letzten Jahr sollten solche Befliegungen stattfinden, alle Termine mussten jedoch aufgrund der Wetterlage kurzfristig abgesagt werden. In dieser Woche waren die Bedingungen ideal, an zwei Tagen konnte die BfG die Wasseroberflächentemperaturen an der Hahnöfer Nebenelbe erfolgreich aus der Luft messen. Die Aufnahmen wurden mit Wärmebild-Kameras auf unterschiedlichen Trägersystemen gemacht: Neben einem kleinen, unbemannten Hexakopter flog auch ein Tragschrauber (Gyrokopter) das Untersuchungsgebiet in größerer Höhe ab.

Tragschrauber beim StartTragschrauber beim Start Quelle:  Egon Joisten

Auftragnehmer und Kooperationspartner der BfG waren das Ingenieurbüro Bertels aus dem Münsterland und das Anwendungszentrum für multimodale und luftgestützte Sensorik (AMLS) an der Hochschule Koblenz. Das Ingenieurbüro erfasste mit einem unbemannten Fluggerät einen Teil der Wattflächen vor dem Cranzer Hauptdeich aus 100 Meter Höhe. Immer wieder bestaunten Spaziergänger und Fahrradfahrer auf dem Deich das ungewöhnliche Fluggerät und befragten die Piloten und BfG-Mitarbeiter zum Hintergrund der Befliegung. Viele Anwohner hatten auch schon aus der Presse von der Befliegung erfahren und konnten eigene Erfahrungen zu den Wassertemperaturen an der Hahnöfer Nebenelbe beisteuern.

Parallel dazu flog ein Gyrokopter des AMLS, ausgestattet mit einer Wärmebildkamera, die gesamte Hahnöfer Nebenelbe in 1.300 Meter Höhe ab. Der Gyrokopter startete vom Flugplatz Stade aus, wo deutlich weniger Publikum vorhanden war. Weithin sichtbar für Besucher des Deichs waren jedoch die Markierungen, die für die Georeferenzierung der Aufnahmen durch den Gyrokopter ausgebracht waren. Neben der Messung aus der Luft wurden auch Referenzmessungen im Wasser durchgeführt, um die Genauigkeit der Wärmebild-Kameras und der Befliegungsergebnisse überprüfen zu können.

Die Bundesanstalt verfolgt bei diesem Projekt zwei Ziele: zum einen geht es um ein besseres Verständnis der Temperaturverhältnisse an Gewässern, zum anderen erforscht die BfG die technischen Möglichkeiten, die die Fernerkundung für die Aufgabenfelder der BfG bietet. Bei der Befliegung sollte vor allem die Verteilung der Wassertemperatur über den Wattflächen im Mühlenberger Loch sowie in der Hahnöfer Nebenelbe untersucht werden. Wetter- und Tidenbedingungen wurden so gewählt, dass sich die Wattflächen morgens in der Sonne aufheizen konnten. Durch die Messung in regelmäßigen zeitlichen Abständen wurden auch die unterschiedlichen Prozesse während des Auflaufens des Wassers auf die Wattflächen sowie das anschließende Abfließen erfasst.

Nach der erfolgreichen Aufnahme der Daten beginnt nun die zeitaufwändige Bearbeitung und Auswertung der Temperaturdaten: Ca. 1.800 Temperaturbilder wurden alleine bei der Befliegung durch den Hexakopter erstellt, die Thermalkamera im Gyrokopter machte mehr als 2.350 Bilder.

Hexakopter bem ÜberflugHexakopter beim Überflug Quelle:  Björn Baschek (BfG)

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