IGEO Events, Bachelor in Geomatik

Geomatik-Frühlings-Kolloquium: Zerstörungsfreie Vermessung mit Georadar – Ein Blick unter die Oberfläche

21. März 2023

Für die Vermessung der Erdoberfläche sind wir sehr gut ausgerüstet. Ob Aufnahmen von oben mit Satelliten, Flugzeugen und Drohnen von Ultraviolett bis Infrarot. Messungen mit Tachymetern, Laserscannern oder GNSS. Mit Nahbereichsphotogrammetrie oder Interferometern können wir minimale Distanzunterschiede feststellen. Doch das alles bezieht sich auf die Erdoberfläche. Sobald man etwas tiefer gehen will, können Sondierungen die Bodenbeschaffenheit punktuell messen oder man muss sich auf Pläne verlassen die angeben, wo die Leitungen durchgehen. Will man nun die Dicke eines Belages oder den Verlauf einer Leitung wissen, muss gegraben werden. Muss? Am IGEO haben wir ein Instrument, dass etwas Ähnlichkeiten mit einem Rasenmäher aufweist, doch der Inhalt könnte kaum unterschiedlicher sein. Es handelt sich dabei um einen Bodenradar. Das IGEO ist natürlich nicht die einzige Institution, die über einen solchen Bodenradar verfügt. Wir durften Dr. sc. ETH Melchior Grab von terra Vermessungen AG am Campus Muttenz begrüssen. Er stellt die Funktion sowie diverse Anwendungsfälle dieser zerstörungsfreien Messmethode vor.

Ein Bodenradar ist ein Instrument, dass mit hochfrequenten elektromagnetischen Wellen die Beschaffenheit des Untergrundes aufzeigen kann. Dabei wird ein elektromagnetisches Signal in das Terrain ausgesendet und im Untergrund reflektiert. So reflektiert z. B. eine Wasserleitung das Signal sehr stark. Dafür werden Dipolantennen verwendet. Die Ausrichtung der Antenne beeinflusst das Resultat stark. So kann eine Leitung, die parallel zur Antenne steht, sehr gut detektiert werden und eine, die rechtwinklig dazu steht, im Rauschen untergehen. Deshalb nimmt man das Messgebiet in vielen Projekten oft längs und quer auf. So werden möglichst alle Strukturen erfasst.

Es gibt diverse Parameter, die das Messergebnis beeinflussen. Wenn ein Boden mit Regenwasser gesättigt ist, kann das Bild vom selben Boden nach einer zweimonatigen Trockenperiode andere Resultate liefern. Bei manchen Projekten werden punktuell Bodenproben entnommen, um die Messresultate zu verifizieren und zu kalibrieren. Die Prozessierung dieser Messdaten ist aufwendig und die Interpretation bedarf viel Erfahrung. Manche Objekte, wie z. B. eine einfache Leitung kann teilweise durch die Analyse der Lifedaten im Feld erfolgen, dann kann man sich die Nachprozessierung sparen. Für ein Projekt mit Büroauswertung könnte der Prozess aber folgendermassen aussehen.

Mit dieser Messmethode kann z. B. die Belagsmächtigkeit geprüft werden, um herauszufinden, ob die Fahrbahn den Spezifikationen entspricht und der geplanten Belastung standhalten wird. Dabei wurden die Messungen mithilfe von zehn Bohrkernen kalibriert. Bei der Datenerfassung war wichtig, dass die Aufnahmegeschwindigkeit konstant blieb. Dabei wurden im Belag stark variierende Mächtigkeiten des Belags festgestellt.

Um grosse Werkleitungsprojekte zu vermessen, verfügt die terra Vermessungen AG über ein Bodenradar, welches an einem Auto angebracht werden kann. Dieses hat mehrere Antennen, die rechtwinklig zueinander ausgerichtet sind. So kann pro Fahrt ein Streifen von 178 cm Breite gemessen werden. So können grossflächige Projekte im Strassenbereich ohne Strassensperrung umgesetzt werden.

Doch nicht nur neue Strukturen können im Boden detektiert werden. So können z. B. auch Fun-damentstrukturen aus der Römerzeit detektiert werden, was für Archäolog*innen insbesondere interessant ist.

Oder für Glaziolog*innen können Eisdicken von Gletschern eruiert werden.

Mit dem Bodenradar können spannende Projekte umgesetzt werden und wir sind gespannt, was für Projekte noch mit dem Bodenradar der FHNW umgesetzt werden können.

Hiermit möchten wir uns noch einmal herzlich bei Dr. sc. ETH Melchior Grab für den Einblick in seine Projekte bedanken. Falls Sie den Vortrag hören möchten, finden Sie die Aufzeichnung hier auf unserem YouTube Kanal.

zurück zu allen Beiträgen

Kommentare

Keine Kommentare erfasst zu Geomatik-Frühlings-Kolloquium: Zerstörungsfreie Vermessung mit Georadar – Ein Blick unter die Oberfläche

Neuer Kommentar

×