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Making crewless offshore surveys a reality
How about transforming the maritime business from crewed to remote and uncrewed operations? This would result in safer offshore operations by moving all crew to a safer onshore environment. It would also result in an improved work-life balance. It’s only a matter of time until these new ways of working unlock their full potential. A project in the Port of Rotterdam has proven that uncrewed surveys and inspections are possible and can effectively reduce the carbon footprint of survey and inspection operations, allow faster decision-making through real-time insights and ensure safer operations.
USV | eROV | geodata management | ROC | USV fleet
Wie wäre es, das maritime Geschäft von bemannten auf ferngesteuerte und unbemannte Operationen umzustellen? Dies würde zu einem sichereren Offshore-Betrieb führen, indem die gesamte Besatzung in eine sicherere Umgebung an Land verlegt wird. Außerdem würde es eine bessere Vereinbarkeit von Beruf und Privatleben mit sich bringen. Es ist nur eine Frage der Zeit, bis diese neuen Arbeitsmethoden ihr volles Potenzial entfalten. Ein Projekt im Hafen von Rotterdam hat gezeigt, dass unbemannte Vermessungen und Inspektionen möglich sind und den CO₂-Fußabdruck von Vermessungs- und Inspektionsarbeiten wirksam verringern, durch Echtzeit-Informationen schnellere Entscheidungen ermöglichen und einen sichereren Betrieb gewährleisten können.
USV | eROV | Geodatenmanagement | ROC | USV-Flotte
- Ausgabe: HN 122, Seite 24–29
- DOI: 10.23784/HN122-04
- Autor/en: Martin Galavazi
Satellite-derived bathymetry
Multispektrale Satellitenbilddatenauswertung zur Detektion von Tiefenänderungen flacher Gewässerböden
In dieser Arbeit konnte gezeigt werden, dass auf Grundlage der satellitengestützten Bathymetrie (SDB) eine anlassbezogene Seevermessung, bei der Gebiete je nach Dynamik unterschiedlich intensiv vermessen werden, prinzipiell möglich ist. Die Grundlage für die SDB bilden Sentinel-2-Daten und daraus abgeleitete Bandkombinationen. Für die Tiefenschätzung selbst wurden mehrere Verfahren gegenübergestellt, wobei die besten Ergebnisse mit einem Convolutional Neuronal Network (CNN) mit Abweichungen von <26 cm für 95 % der Messungen erzielt werden konnten. Im Anschluss wurde eine Änderungsanalyse auf Grundlage dieser Tiefenschätzungen mit verschiedenen Verfahren durchgeführt, wobei zur Detektion die Hauptkomponentenanalyse (HKA) und für Verschiebungsrichtungen der 2,5D-Least-Square-Tracking-Algorithmus (2,5D-LST) die vielversprechendsten Ergebnisse erzielten.
satellitengestützte Bathymetrie | Änderungsanalyse | CNN | HKA | 2,5D-LST
This work shows, that satellite-derived bathymetry (SDB) allows in principle the sea survey in a more targeted matter, in which the measurement frequency depends on the dynamics of an area. Sentinel-2 data and band combinations derived from it are the basis of the SDB. For the depth estimation itself, several methods were compared, whereby the best results were achieved with a Convolutional Neuronal Network (CNN) with a deviation of <26 cm for 95 % of the measurements. Subsequently, a change analysis based on these depths was performed using different methods, with the principal component analysis (PCA) for detection and the 2.5D least square tracking (2.5D-LST) algorithm for displacement directions generating the most promising results.
satellite-derived bathymetry | change detection | CNN | PCA | 2.5D-LST
- Ausgabe: HN 122, Seite 18–23
- DOI: 10.23784/HN122-03
- Autor/en: Peter Grabbert
Kartierung von Seegras mit dem Fächerecholot in der Ostsee mit Hilfe von maschinellem Lernen
Unterwasservegetation in den Küstenzonen führt bei hydrographischen Messungen häufig zu ungewünschten Störungen in Form von Fehlechos. Aus Sicht der Habitatforschung verbergen sich jedoch hinter den vermeintlichen Fehlechos wertvolle Informationen. Die akustische Fernerkundung in der Ostsee in Bezug auf die Habitatkartierung, insbesondere von Seegrasökosystemen, rückt in den letzten Jahren in den Forschungsvordergrund. Zudem gelten Seegrasvorkommen als stark gefährdet und es gibt kaum Basisdaten zur Verbreitung und räumlichen Struktur. Daher ist eine Kartierung der Lebensräume zu ihrem Schutz von großer Bedeutung. Ziel ist es, dem entgegenzuwirken und eine Methodik zu entwickeln, um Steine, Seegraswiesen sowie Sandflächen zu kartieren. Dies geschieht durch die Auswertung von Fächerecholotdaten, gezielte Punktwolkenanalyse, Merkmalsableitung und Klassifizierung durch künstliche Intelligenz.
Habitatkartierung | KI | Seegraswiese | SAV | Random Forest
Underwater vegetation in the coastal zones often leads to unwanted disturbances in the form of false echoes during hydrographic surveys. From the point of view of habitat research, however, the supposed false echoes conceal valuable information. Acoustic remote sensing in the Baltic Sea with regard to habitat mapping, especially of seagrass ecosystems, has moved into the research foreground in recent years. In addition, seagrass occurrences are considered highly endangered and there are hardly any baseline data on distribution and spatial structure. Therefore, habitat mapping is of great importance for their protection. The aim is to counteract this and to develop a methodology to map rocks, seagrass meadows as well as sandy areas. This is done by evaluating multibeam echo sounder data, targeted point cloud analysis, feature derivation and classification using artificial intelligence.
habitat mapping | AI | seagrass meadow | SAV | Random Forest
- Ausgabe: HN 122, Seite 12–15
- DOI: 10.23784/HN122-02
- Autor/en: Chris Straßburger
Interaktive Visualisierung des Meeresspiegelanstiegs am Beispiel von Norddeutschland
Erkenntnisse und Ergebnisse aus Forschungsvorhaben werden in der Regel durch Veröffentlichungen von Artikeln in Fachzeitschriften und Vorträgen auf fachspezifischen Konferenzen transferiert. Um Ergebnisse auch außerhalb der Fachwelt verständlich zu präsentieren, müssen diese für die Öffentlichkeit verständlich aufgearbeitet werden. Im Rahmen dieser Veröffentlichung wird ein Ansatz gezeigt, welcher Ergebnisse aus dem gesellschaftsrelevanten Bereich des Meeresspiegelanstiegs visuell und interaktiv präsentiert. Basierend auf Berechnungen zum Meeresspiegelanstieg im Jahr 2100 wird eine interaktive Webkarte entwickelt. Die Daten hierfür werden über einen Web Feature Service bereitgestellt. Die Webkarte bildet Überflutungsflächen verschiedener Klimaszenarien des IPCC ab und zeigt die Anzahl an betroffenen Personen in Norddeutschland. Auf diese Weise wird ermöglicht, sich niedrigschwellig einen Überblick über die Risiken und Auswirkungen des klimawandelbedingten Meeresspiegelanstiegs zu machen.
Klimawandel | Meeresspiegelanstieg | Visualisierung | interaktive Karten
Findings and results from research projects are usually transferred through the publication of articles in scientific journals and presentations at conferences for professionals. In order to present results in a comprehensible way outside of the professional community, they have to be processed and presented in a way that is understandable to the public. This publication proposes an approach that presents results from the society-relevant field of sea level rise in a visual and interactive way. Based on calculations of sea level rise in the year 2100, an interactive web map is developed. The data for the web map are provided by a web feature service. The web map displays flooded areas of different climate scenarios of the IPCC and shows the number of affected people in northern Germany. In this way, it is possible to get a clear overview of the risks and impacts of climate change-induced sea level rise.
climate change | sea level rise | visualisation | interactive maps
- Ausgabe: HN 122, Seite 6–11
- DOI: 10.23784/HN122-01
- Autor/en: Caroline Schuldt, Güren Tan Dinga, Philipp Loose
