Veränderungen im Strömungsquerschnitt der Elbe bei Lüneburg

Abstract

Die Zielsetzung der vorliegenden Ausarbeitung ist die Aufdeckung von Veränderungen im Strömungsquerschnitt der Elbe bei Lüneburg in den letzten 100 Jahren. Hierfür wird ein Verfahren entworfen, das den Vergleich historischer Elbquerprofile mit aktuellen Elbquerprofilmessungen ermöglicht. Die Grundlage des Verfahrens bildet die Transformation der historischen Elbquerprofildaten in das aktuelle Koordinatensystem ETRS89/UTM, indem die vorliegenden alten Lagepläne über geeignete Passpunkte georeferenziert werden. Im Anschluss an die Georeferenzierung werden die Elbquerprofile inklusive der Höhen- und Stationsinformationen digitalisiert. Ausgehend von der bekannten Lage der Querprofilachsen kann mit der Erfassung bzw. Auswertung der aktuellen Elbquerprofilmessungen zur Erstellung aktueller Elbquerprofile begonnen werden. Während die für die Landbereiche angewandte GNSS-Vermessung erst nach Bestimmung der Lage der Querprofilachsen durchgeführt wird, liegt das Ergebnis der für das Gewässerbett verwendeten Peilungsvermessung bereits als Punktwolke für den analysierten Elbbereich vor. Das Ergebnis des Epochenvergleichs zeigt, dass die Summe der Veränderungen im Strömungsquerschnitt der Elbe bei Lüneburg insgesamt nur gering ausfällt. Aufgrund der gegenseitigen Aufhebung von Auf- und Abtragsflächen können einige Profile dennoch erhebliche Veränderungen aufweisen, die sich jedoch in der berechneten Querschnittsflächendifferenz nicht widerspiegeln. Zudem ist die Nachweisbarkeit der festgestellten Veränderungen infolge beträchtlicher Unsicherheiten der digitalisierten historischen Elbquerprofile eingeschränkt. Auch die nach dem Vergleich vorgenommene Optimierung des Verfahrens kann die begrenzte Genauigkeit des Ergebnisses nur bestätigen und empfiehlt zur Steigerung der Wirtschaftlichkeit die Verwendung von Airborne-Laserscanningdaten für die Erstellung der aktuellen Elbquerprofile anstelle der aufwendig zu erfassenden GNSS-Daten.

The aim of the present thesis is the detection of changes in the flow cross section of the Elbe near Lüneburg in the last 100 years. For this purpose, a method is designed that enables the comparison of historical transverse profiles with current transverse profile measurements. The basis of the method is the transformation of the historical data into the current coordinate system ETRS89/UTM by georeferencing the old site maps via suitable control points. Subsequent to the georeferencing, the transverse profiles including the height and station information are digitized. Based on the known position of the transverse profile axes, the acquisition or rather evaluation of the current transverse profile measurements can be started to produce current transverse profiles. While the GNSS survey applied to the land areas is only able to execute after determining the position of the transverse profile axes, the result of the bearing survey used for the river bed is already available as a point cloud for the analyzed area. The result of the epoch comparison shows that the amount of changes in the flow cross section of the Elbe near Lüneburg is on the whole insignificant. Due to the mutual cancellation of increased and decreased surfaces, some profiles may still undergo significant changes, which are not reflected in the computed cross-sectional calculation. In addition, the detectability of the identified changes is also limited because of considerable uncertainties of the digitized historical transverse profiles. The subsequent process optimization confirms the limited accuracy of the result and recommends to increase the economic efficiency by using airborne-laserscanning data for the creation of current transverse profiles instead of GNSS data.