Interaktion von Laserpulsen mit der Wasseroberfläche – Theorie und Praxis

Gottfried Mandlburger

Präzise Wasserstandshöhen werden in verschiedenen Anwendungsgebieten benötigt: In der Laserbathymetrie für die Ermittlung korrekter Wassertiefen, in der hydrodynamisch-numerischen Modellierung als Referenzdaten für die Kalibrierung von Modellen zur Ableitung von Überschwemmungsflächen, in der Hydrologie für die Durchflussbestimmung, in der Kartographie für die Erstellung topographischer Karten und in vielen anderen Bereichen. Die Erfassung der Wasseroberfläche mittels Laserentfernungsmessung ist zwar prinzipiell möglich, allerdings ist die Interaktion der Laserstrahlung mit der Wasser-Luft-Grenzschicht komplex. In diesem Beitrag werden daher zunächst die wesentlichen Parameter, die bei der Rückstreuung des Signals von der Wasseroberfläche und der Wassersäule eine Rolle spielen, anhand der Laser-Radar-Gleichung theoretisch erörtert (Laserwellenlänge, Einfallswinkel, Strahldivergenz, Größe des Abtastflecks, Albedoeffekt, spiegelnde Reflexion usw.). Im zweiten Teil werden Ergebnisse von konkreten Messkampagnen mit topographischen und topo-bathymetrischen Laserscannern vorgestellt, die den Einfluss der einzelnen Parameter in der Praxis zeigen.

Schlüsselwörter: Wasseroberflächenbestimmung, Laserbathymetrie, Laser-Radar-Gleichung, Strahlablenkung und Absorption, dynamische Wasseroberflächen, Water surface mapping, airborne laser bathymetry, laser-radar equation, scattering and absorption, water surface dynamics
Download PDF
Hier finden Sie mehr Informationen zum avn-Abonnement.