Was ist Hydrographie?
Die Hydrographie ist das Fachgebiet, das sich mit der Vermessung, Beschreibung und Kartierung von Meeren, Flüssen, Seen und anderen Gewässern befasst. Hydrographen bestimmen unter anderem die Wassertiefen, die Form des Gewässergrundes sowie die Lage von Wasserstraßen, Ufern und anderen Objekten.
Hydrografische Informationen sind wichtig für die sichere Schifffahrt, die Wasserstraßenverwaltung, das Küstenmanagement, Baggerarbeiten, Offshore-Projekte sowie den Bau und die Verwaltung maritimer Infrastruktur. Auch für die Beobachtung von Veränderungen in Flüssen, Küstengebieten und am Gewässergrund sind zuverlässige hydrografische Messungen unerlässlich.
In diesem Blended-Learning-Kurs lernst du die Theorie hinter hydrografischen Messungen kennen. Du wirst zwar nicht selbst mit einem Boot Messungen durchführen, aber du arbeitest mit Beispieldaten aus hydrografischen Messungen. Mit QGIS lernst du, diese Daten zu verarbeiten, zu analysieren und zu visualisieren.
Positionierung und Geodäsie in der Hydrografie
Eine Tiefenmessung ist nur dann aussagekräftig, wenn auch genau bekannt ist, wo die Messung durchgeführt wurde. Die Positionierung ist daher ein wesentlicher Bestandteil der hydrografischen Vermessung.
Du lernst, wie GNSS/GPS eingesetzt wird, um die Position eines Wasserfahrzeugs und der Messgeräte zu bestimmen. Dabei machst du dich mit Koordinaten, Referenzsystemen und dem Zusammenhang zwischen horizontaler Position, Wasserstand und gemessener Tiefe vertraut.
Auch die geodätischen Grundlagen hydrografischer Messungen werden behandelt. Du lernst, warum eine zuverlässige Positions- und Höhenreferenz notwendig ist, um Messungen aus verschiedenen Zeitpunkten und Quellen korrekt miteinander vergleichen zu können.
Wassertiefe mit Sonar messen
Zur Messung von Wassertiefen werden Schallwellen genutzt. Du lernst die Grundprinzipien von Sonar und Echolot kennen und entdeckst, wie die Laufzeit eines Schallsignals genutzt wird, um die Entfernung zum Gewässergrund zu bestimmen.
Sie lernen Single-Beam- und Multibeam-Echolote kennen und erfahren, worin die Unterschiede zwischen diesen Messmethoden bestehen. Auch Faktoren, die die Genauigkeit von Tiefenmessungen beeinflussen, wie Schallgeschwindigkeit, Bewegung des Schiffes und die Position der Sensoren, werden behandelt.
Multibeam wird in diesem Blended-Learning-Kurs in den Grundzügen behandelt. Wer sich weiter auf Multibeam-Messungen spezialisieren möchte, kann anschließend den Spezialkurs „Multi Beam Survey“ belegen.
Wasserstände, Gezeiten und Tiefenkorrekturen
Eine gemessene Wassertiefe ist nicht automatisch eine feste Tiefe. Wasserstände können sich unter anderem durch Gezeiten, Flussabfluss, Wind und andere hydrologische und meteorologische Bedingungen ändern.
Sie lernen, warum hydrografische Tiefenmessungen auf eine vereinbarte Bezugsebene zurückgeführt werden müssen und wie Wasserstände und Gezeiten das Endergebnis beeinflussen.
Dadurch verstehen Sie, warum eine hydrografische Messung mehr ist als nur die Messung des Abstands zwischen einem Boot und dem Gewässergrund. Positionierung, Wasserstand, Bezugsebene und Tiefenmessung müssen gemeinsam betrachtet werden, um zuverlässige bathymetrische Informationen zu erhalten.
Längen- und Querprofile einer Wasserstraße
Eine wichtige Anwendung hydrografischer Vermessungen ist die Bestimmung der Form und Tiefe eines Flusses, Kanals oder einer anderen Wasserstraße. Dazu können Längs- und Querprofile gemessen werden.
Ein Längsprofil zeigt, wie sich der Gewässergrund und die Wassertiefe über die Länge einer Wasserstraße entwickeln. Querschnitte hingegen geben Aufschluss über die Form des Gewässergrundes von einem Ufer zum anderen.
Sie lernen, wie diese Profile erstellt werden, welche Daten dafür erforderlich sind und wie die Ergebnisse beispielsweise für die Wasserstraßenverwaltung, Baggerarbeiten, das Wassermanagement und die Überwachung von Veränderungen des Gewässergrundes genutzt werden können.
Verarbeitung hydrografischer Messdaten in QGIS
Nach den theoretischen Grundlagen arbeiten Sie mit Beispieldaten einer hydrografischen Vermessung. Dazu verwenden wir Daten einer Vermessung, bei der ein Längsprofil und verschiedene Querschnitte einer Wasserstraße erfasst wurden.
Du importierst die Messdaten in QGIS und kombinierst Positions- und Tiefendaten zu verwertbaren Geodaten. Du visualisierst die gemessenen Punkte und Profile und untersuchst, wie sich die Tiefe und Form des Gewässergrundes räumlich verändern.
Dabei lernst du auch, die Qualität der Daten zu beurteilen, und entdeckst, wie hydrografische Messdaten mit anderen geografischen Informationen kombiniert werden können.
Hydrographie in der Praxis: der Apeldoorns-Kanal
Im Rahmen dieses Blended-Learning-Kurses arbeitest du mit Beispieldaten einer hydrografischen Vermessung des Apeldoorns-Kanals. Damit durchläufst du die wichtigsten Schritte einer einfachen hydrografischen Vermessung, ohne selbst aufs Wasser hinausfahren zu müssen.
Du bearbeitest unter anderem folgende Aufgaben:
- Eine hydrografische Vermessung vorbereiten und festlegen, welche Daten benötigt werden.
- Positions- und Tiefenmessungen überprüfen und kombinieren.
- Ein vermessenes Längsprofil des Apeldoorns-Kanals analysieren.
- Verschiedene Querprofile verarbeiten und die Form des Gewässergrundes beurteilen.
- Hydrografische Messpunkte in QGIS importieren und visualisieren.
- Tiefenunterschiede und auffällige Veränderungen im Gewässergrund erkennen.
- Die Ergebnisse zu einer übersichtlichen Karte und hydrografischen Profilen zusammenfassen.
Am Ende verfügen Sie über eine breite theoretische Grundlage in der Hydrographie. Du verstehst, wie Positionierung, Sonar, Tiefenmessung, Wasserstände und Referenzsysteme bei einer hydrografischen Messung zusammenwirken. Außerdem kannst du hydrografische Messdaten sowie Längs- und Querschnitte in QGIS verarbeiten, analysieren und visualisieren.
Möchtest du nach dieser theoretischen Grundlage auch tatsächlich lernen, hydrografische Messungen durchzuführen? Dann kannst du mit dem dreitägigen Kurs „Hydrografie-Grundlagen“ fortfahren. Am dritten Tag fährst du mit einem Boot auf den Apeldoorns-Kanal hinaus, misst selbst ein Längsprofil und verschiedene Querschnitte und verarbeitest die gesammelten Messdaten in QGIS.
