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Regional Water Resources Management for Sustainable Protection of Waters in Germany
Summ, summ, summ! Drohne summ herum!
Starrflügeldrohne unterstützt Wissenschaftler im ReWaM-Projekt MUTReWa
Starrflügeldrohne unterstützt Wissenschaftler im ReWaM-Projekt MUTReWa / Foto: WWL
Neue Perspektiven für Vermessung und Kartierung – Im Rahmen des ReWaM-Projekts MUTReWa setzt der Verbundpartner WWL Umweltplanung und Geoinformatik GbR aus Bad Krozingen bei Freiburg hochmoderne Drohnentechnologien ein. Ziel von MUTReWa ist die Entwicklung von Maßnahmen für einen nachhaltigeren Umgang mit Pestiziden und deren Transformationsprodukten. Gemeinsam untersuchen Wissenschaftler und Wasserwirtschaft relevante Mobilisierungs- sowie Transformationsprozesse von Bioziden, leiten daraus nachhaltige Bewirtschaftungsmaßnahmen ab und implementieren diese in ein regionales Wassermanagement. Um den Erfolg realisierter Umgestaltungsmaßnahem zu erfassen, befliegen die Projektpartner vor und nach deren Umsetzung ausgewählte Gewässer in den Modellregionen.
„Zum Einsatz kommt eine Starrflügeldrohne die – im Gegensatz zu den weit verbreiteten Multicoptern – aufgrund Ihrer Flugeigenschaften lange Flugzeiten erlaubt und so auch größere Flächen bis zu mehreren Quadratkilometern Größe effizient und hochgenau aufnehmen kann“, erklärt Alexander Krämer, Geschäftsführer bei WWL, die Stärken seines Systems. Die Drohne stammt von dem Hersteller Sensefly und ist seit 2014 im Besitz des Umweltplanungs- und Geoinformatikunternehmens. Die Drohne fliegt mit einer Geschwindigkeit von bis zu 90 km/h, hat eine maximale Reichweite von 3 km und kann in einer Flugstunde eine Fläche von bis zu 4 km² vermessen. Die ersten Befliegungen im Rahmen von MUTReWa fanden im Dezember 2015 statt, weitere Flüge im Frühjahr 2016. Weiterhin wurde die Technik im Rahmen eines Workshops in Eichstetten am Kaiserstuhl den Projektpartnern und weiteren Interessierten vorgestellt.
Geodatenerfassung mit Drohne
„Das Ergebnis eines Drohnen-Vermessungsflugs ist eine 3D-Punktwolke mit mehreren Millionen Einzelpunkten“, sagt Krämer. Die zugehörige Software ist in der Lage daraus hochaufgelöste, georeferenzierte Orthophotos, Oberflächenmodelle mit einer Bodenauflösung von 2-3 cm sowie Infrarot-Luftbilder zu erstellen. „Die Orthophotos dienen der Dokumentation der durchgeführten Maßnahmen und der Abgrenzung von Flächennutzungsklassen als Eingangsdaten der im Projekt durchzuführenden Modellierungen“, verdeutlicht Krämer den Nutzen der Daten. Mit Hilfe der Digitalen Oberflächenmodelle könne vor Durchführung der Umgestaltungsmaßnahmen der Sedimenteintrag der letzten zehn Jahre in das Rückhaltebecken bestimmt werden. Durch die Befliegung nach der Durchführung der Maßnahmen wird dann das entnommene Volumen exakt erfasst und ein Oberflächenmodell erstellt, so Krämer. Das Oberflächenmodell bildet eine wichtige Datengrundlage für hydrologische Modelle, die im Projekt zur Anwendung kommen.
Aus der Drohnensicht – Infrarotaufnahme einer Befliegung über Breitenweg in Eichstetten a. K. / Foto: WWL
„Aus den Infrarotaufnahmen können die Wissenschaftler wichtige Aussagen zur Vegetation im Einzugsgebiet ableiten, beispielsweise mit Hilfe des sogenannten NDVI-Index“, sagt der WWL-Geschäftsführer. Der Index ist ein Maß für die Pflanzenvitalität bzw. die Biomasse. Der Kennwert nutzt die Korrelation zwischen vorhandenem Chlorophyll in gesunden Pflanzen und dem Spektralbereich in dem Pflanzen Strahlung reflektieren. Zusammen mit den Orthophotos liefern die Infrarotbilder eine wichtige Basis für die weitere Differenzierung der Flächennutzungsklassen als Eingangsgrößen für die Modelle in MUTReWa. Zudem besteht mit Hilfe dieser Daten die Möglichkeit auf Einzugsgebietsebene Unterschiede verschiedener landwirtschaftlicher Maßnahmen (z.B. Düngung) zu betrachten oder Feucht- bzw. Überflutungsflächen genauer abzugrenzen.
MUTReWa ist eines von 15 Verbundprojekten in der BMBF-Fördermaßnahme „Regionales Wasserressourcen-Management für den nachhaltigen Gewässerschutz in Deutschland“ (ReWaM). ReWaM ist Teil des BMBF-Förderschwerpunktes „Nachhaltiges Wassermanagement“ (NaWaM) im Rahmenprogramm „Forschung für Nachhaltige Entwicklung“ (FONA3).
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