2017 - Das Potenzial von UAV-Daten zur Erfassung der Sedimentdynamik - Eine Fallstudie aus dem Nationalpark Gesäuse

Anhand von UAV-Daten wird die Sedimentdynamik im Langgriesgraben untersucht.

Anhand von UAV-Daten wird die Sedimentdynamik im Langgriesgraben untersucht.

Autor(en): Schöttl S.

Die vorliegende Arbeit beschäftigt sich mit dem Potenzial von hochaufgelösten UAV-Daten zur Erfassung der Sedimentdynamik. Zu diesem Zweck wurde ein Testgebiet (Langgriesgraben, NP Gesäuse, Österreich) in einem Gerinne mit episodischer Wasserführung und hoher Morphodynamik ausgewählt. Aus den hochaufgelösten UAV Luftbildern (mittlere GSD 2-3 cm) von drei Befliegungszeitpunkten wurden mit der SfM-MVS Methode digitale Punktwolken, Geländemodelle und Orthophotos erstellt. Die Software Agisoft Photoscan Professional 1.2.4 kam dabei zum Einsatz und die Georeferenzierung erfolgte über dGPS eingemessene Passpunkte. Die Höhengenauigkeit der erzeugten Raster-Geländemodelle und die Lagegenauigkeit der Orthophotos wurden anhand von dGPS-Einzelpunkten und durch die Berechnung verschiedener statistischer Parameter abgeschätzt. Die dabei erzielte Genauigkeit (z.B. Höhengenauigkeit DGM: 4-7cm RMSE) liegt in dem aus der Literatur erwartbaren Genauigkeitsbereich. Schatten in den Luftbildern führen in weiterer Folge im DGM zu Bereichen mit größerer Unsicherheit. Die digitale Punktwolke und das DGM wurden für drei Testgebiete mit zeitnah erfassten TLS Daten verglichen, wobei die Abweichung zwischen UAV und TLS je nach gewählter Vergleichsmethode und Testgebiet 6-12 cm (Perzentil 95 der Abweichungen) beträgt. Auf Basis der erzeugten UAV-Geländemodelle konnte die Oberflächenveränderung im Gerinne durch die DoD Methode unter Verwendung eines minLOD quantifiziert werden. Aufgrund des ermittelten minLOD (14 cm) konnte eine signifikante Veränderung auf nur 12% der Gesamtfläche festgestellt werden. Die Deposition (295 m³) überwiegt im betrachteten Zeitraum (53 d) klar die Erosion (163 m³) von Sediment. Auf Basis der Ergebnisse kann man den Schluss ziehen, dass die eingesetzte Methode SfM-MVS in Kombination mit einem UAV zur Detektion von größeren Änderungsraten geeignet ist, kleine Änderungsraten sich jedoch aufgrund der erzielten Genauigkeit nicht bestimmen lassen.



Berichte und Veröffentlichung

Schöttl S. (2017): Das Potenzial von UAV-Daten zur Erfassung der Sedimentdynamik - Eine Fallstudie aus dem Nationalpark Gesäuse. Karl-Franzens Universität Graz. Masterarbeit, 123 S.

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