Zwei Millimeter entscheiden – Geodätische Präzision und Monitoring am Zugersee

Wer am Alpenquai in Zug spazieren geht, denkt kaum darüber nach, was unter seinen Füssen passiert. Der Boden wirkt fest, die Kaimauern solide, das Wasser ruhig. Doch die Uferzone der Zuger Seebucht gilt geologisch als potenziell instabil und das schon seit dem 19. Jahrhundert, als die Zuger Vorstadt auf geotechnisch instabiler Seekreide gebaut war, die 1887 plötzlich einbrach. Seither wird die Zone regelmässig auf den Millimeter genau überwacht.

Was 1887 als Katastrophe begann, ist heute gelebte Praxis. Im Frühlingssemester 2026 übernahmen neun Studierende des Instituts Geomatik der Fachhochschule Nordwestschweiz FHNW diese Aufgabe erstmals im Rahmen des Vertiefungsprofils GeoSensorik & Monitoring I des Bachelorstudiengangs in Geomatik. Parallel dazu arbeitete eine zweite Gruppe im Felslabor Mont Terri im Kanton Jura, wo das Bundesamt für Landestopografie swisstopo ein unterirdisches Forschungslabor betreibt. Zwei Projekte in unterschiedlichen Umgebungen aber mit derselben Herausforderung: hochpräzise Fixpunktnetze planen, messen und auswerten.

Praxisorientiertes Vertiefungsprofil GeoSensorik & Monitoring im Bachelorstudiengang Geomatik

Beide Projekte stehen exemplarisch für den Ansatz des Vertiefungsprofils GeoSensorik & Monitoring I, das Theorie und Praxis eng miteinander verbindet. In Vorlesungen und Übungen werden zentrale Grundlagen wie Präanalyse, Netzdesign und Ausgleichungsrechnung erarbeitet. Gleichzeitig bearbeiten die Studierenden reale Aufträge von Behörden und Institutionen.

Präzision beginnt bei der Vorbereitung

Der Weg zu dieser Präzision beginnt lange vor der eigentlichen Feldarbeit. Bereits Wochen im Voraus analysieren die Studierenden die Aufgabenstellung, sichten bestehende Daten und entwickeln ein Messkonzept. Mithilfe von Präanalysen in QGIS werden verschiedene Netzvarianten simuliert und optimiert.

Ein wichtiger Bestandteil ist zudem die Instrumentenkalibrierung. Prismen und Dreifüsse werden sorgfältig geprüft. Systematische Fehler sollen frühzeitig erkannt und ausgeschlossen werden.

Herausforderungen bei der Feldarbeit

Die eigentliche Feldarbeit fand Mitte April statt und zeigte, wie schnell Theorie auf Realität trifft.

Bereits zu Beginn musste das Messkonzept angepasst werden. Eine geplante Sichtlinie war durch ein Schiff am Quai blockiert. Durch die Einrichtung eines zusätzlichen Hilfspunktes konnte die Netzgeometrie dennoch sichergestellt werden. Dieses Beispiel zeigt, wie wichtig vorbereitete Alternativen sind.

Auch der Untergrund stellte Anforderungen. Auf weniger stabilem Terrain wurden Stative mit Pfählen im Boden gesichert, damit die Stationen stabil blieben und bei den Messungen keinerlei Setzungen auftraten.

Eine besondere Herausforderung bildete eine der längsten Visuren im Netz, nämlich eine Messlinie quer über den Zugersee. Über mehr als 30 Minuten wurden gezielt Einflüsse der atmosphärischen Refraktion erfasst, also die Ablenkung der Messstrahlen durch unterschiedlich temperierte Luftschichten über dem Wasser. Diese Effekte können Messungen im Millimeterbereich erheblich beeinflussen und müssen entsprechend berücksichtigt werden.

Die eigentliche Messkampagne umfasste 11 Standpunkte und 18 Überwachungspunkte. Jeder Punkt wurde mehrfach und von verschiedenen Positionen aus gemessen, um Redundanz zu gewährleisten und Fehler erkennen zu können. Klare Rollenverteilungen, strukturierte Abläufe und präzise Kommunikation waren entscheidend für den Erfolg. Und dieser liess nicht lange auf sich warten. Um 16:46 Uhr kam der Funkruf von Kelan Darwin Schmitter: «Die Messkampagne ist somit um 16:46 offiziell beendet!»
Ein unscheinbarer Moment, der zugleich den Abschluss intensiver Vorbereitung und konzentrierter Feldarbeit symbolisierte.

Nach der Feldarbeit folgt die Auswertung

Damit konnte die rechnerische Auswertung beginnen. Mit GeoSuite/LTOP wird das Netz nach der Methode der kleinsten Quadrate ausgeglichen. Die Resultate werden hinsichtlich Genauigkeit und Zuverlässigkeit geprüft und anschliessend dokumentiert.

Ein zentraler Schritt ist der Vergleich mit früheren Messkampagnen. In Zug werden die aktuellen Koordinaten mit den Werten von 2021 verglichen. So lässt sich feststellen, ob sich das Ufer der Seebucht verändert hat, auch wenn es nur wenige Millimeter sind.

Das Vertiefungsprofil zeigt eindrücklich, was moderne Geodäsie bedeutet. Es geht nicht nur darum, Punkte zu bestimmen, sondern darum, verlässliche Entscheidungsgrundlagen zu liefern. Die gewonnenen Daten sind Basis für Beurteilungen von Stabilität und Sicherheit.

Wer sich für präzise Messtechnik interessiert, komplexe Fragestellungen lösen möchte und Theorie direkt in der Praxis anwenden will, findet im Vertiefungsprofil GeoSensorik & Monitoring des Bachelorstudiengangs in Geomatik einen passenden Schwerpunkt. Es bereitet gezielt auf Tätigkeiten in der Ingenieur- und Bauvermessung vor. Dort, wo jeder Millimeter zählt.

Autoren: Alina Portmann und Andrin Emmenegger, Studierende im Bachelor in Geomatik im 4. Semester

Studieren mit Praxisbezug im Bachelor in Geomatik

Das Vertiefungsprofil GeoSensorik & Monitoring ist eines von vier Vertiefungsprofilen des Bachelorstudiengangs in Geomatik an der FHNW. Studierende lernen dabei moderne Vermessungstechnologien wie GNSS, Tachymetrie, Monitoring und geodätische Netzausgleichung kennen und arbeiten bereits während des Studiums an realen Projekten mit Behörden und Ingenieurbüros. Absolventinnen und Absolventen arbeiten später unter anderem in der Ingenieurvermessung, Bauvermessung, Infrastrukturplanung oder bei Behörden wie swisstopo.