Untersuchung der Rauheit der nicht überströmten und starren Vegetation mittels UAV-Technologie

Stipendiatin/Stipendiat: Ernö Imre Kovacs

Untersuchung und Quantifizierung der Rauheit der Vegetation entlang des Mains

In den meisten Fällen ist es schwierig und zeitaufwendig, sogar für ein relativ einfaches 1-D-Modell, ein geeignetes hydraulisches Modell zu erstellen. Nachdem die richtigen Parameter wie Topographie, Querschnittsgeometrie, Rauheit und Durchflussdaten angegeben sind, müssen die Modelle kalibriert werden. Die Kalibrierung ist normalerweise der zeitaufwendigste und unsicherste Teil.
Diese Forschung fokussierte sich auf den Inputparameter der Rauheit, der in den meisten Fällen mit Hilfe einer Nachschlagetabelle definiert wird. Wegen der Subjektivität, kann die Unsicherheiten in dem Resultat des Models kann groß sein. Daher sollten während des Kalibrierungsteils mehrere Versuche ausgeführt werden sollten, um das richtige Ergebnis zu erhalten.
Während des Stipendiums wurde der Rauheitsparameter der Vegetation mittels fotografischer Methode gemessen. Bevor die Feldarbeit, musste eine wichtige Aufgabe, die Vermessung des Messungsgebiets durchgeführt werden.
Die erste Aufgabe war die Auswahl des geeigneten Flusses. Die beste Entscheidung war der Main, weil er schon gemacht 1-D Model auf der Geometrie hat, deswegen kann einfach die fotografische Vermessung durchgeführt wird.  Auf dem Flussgebiet des Mains wurde Quadraten gemäß der Vegetationstyp ausgewählt. Insgesamt drei Kategorien wurden getrennt.
Erste Kategorie, Dichte Vegetation, die meist aus älteren, größeren Bäumen und aus leichtem Unterholz bestehen. Die zweite Kategorie war die spärliche, holzige Vegetation, wo die Distanz zwischen jeden Bäumen mindestens die zwei Meter überschritt. Diese Kategorien bestehen meist aus dichtem Unterholz. Außerdem enthielt diese Kategorie ebenfalls die dichte, buschige Vegetation. Die dritte Kategorie war die Vegetation, die über dichten, ein bisschen holzigeren aber noch krautigeren Pflanzen verfügt.
Die erste fotografische Vermessung war nach dem Zusammenfluss des Weißen- und des Roten-Mains, in der Nähe von Kulmbach und sie führt für 40 km in westliche Richtung entlang des Mains fort. Während der Vermessung wurde die Vegetation untersucht, die an der direkten Nähe des Flussufers liegt. Allgemein wurden 13 Quadrate in 3 Kategorien vermessen. Die fotografische Untersuchung basiert auf einer orthographischen Projektion. Aus der Vegetation wurde Fotos gemacht, die in Bit-Bild verwandelt wurde. Jeder schwarzer Pixel wird einen Vegetationsteil repräsentieren. Mit diesem Wert wurden die Rauheitsparameter determiniert. Nachdem die Rauheit ermittelt wurde, wird diese in das hydraulische Modell implementiert werden um die Kalibrierung zu überspringen und ein genaues Ergebnis zu bekommen. Damit kann die Arbeit des Hochwassermanagements und des Hochwasserrisikomanagements unterstützt werden.
 

Förderzeitraum:
19.08.2017 - 18.07.2018

Institut:
Technische Universität München
Lehrstuhl für Hydrologie und Flussgebietsmanagement

Betreuer:
Prof. Dr. Markus Disse

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