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Mapping and monitoring brown algae reefs in the Baltic Sea
An integrated, multidisciplinary data approach
Brown macroalgae like Fucus serratus and Saccharina latissima may contribute to blue carbon storage in the Baltic Sea, but their distribution and biomass e.g. in the German EEZ are poorly known. The ROVKA project addresses these knowledge gaps by investigating the occurrence and habitat characteristics of these species in three protected areas of the EEZ using an integrated hydroacoustic-optical approach for large-scale mapping and long-term monitoring. Multibeam echo sounder (MBES) surveys provide the spatial framework for mapping the study areas, combining broad spatial coverage with high-resolution information on seafloor morphology and acoustic backscatter properties. AUV-based side-scan sonar (SSS) surveys complement these data by resolving small-scale substrate features relevant to brown algal habitats. Optical data from towed camera systems, ROV and AUV deployments document algal presence at multiple scales; AUV photo mosaics enable quantitative assessments of population density and spatial patterns. Repeated surveys of fixed monitoring sites track temporal changes, and automated image analysis supports efficient species detection and integration with acoustic and environmental data. By linking optical observations, hydroacoustic data, environmental parameters and targeted biomass measurements, the project aims to develop spatial prediction models for brown algal occurrence and biomass across the wider study areas. The resulting framework will provide a basis for assessing the distribution and potential blue carbon storage contribution of brown algae and support future conservation, restoration and monitoring strategies in the German Baltic Sea EEZ. As the project has only been launched in 2026, this report focuses on the methodology, initial observations and conclusions drawn from the first field campaigns.
algae mapping | optical and hydroacoustic mapping | MBES | SSS | SAS | AUV
Braunalgen wie Fucus serratus und Saccharina latissima können im Ostseeraum zur Kohlenstoffbindung beitragen, doch sind ihre Verbreitung und Biomasse in der deutschen Ausschließlichen Wirtschaftszone (AWZ) bislang unzureichend bekannt. Das Projekt ROVKA soll diese Wissenslücken schließen, indem es das Vorkommen und die Habitatcharakteristika dieser Arten in drei Schutzgebieten untersucht. Dafür wird ein integrierter hydroakustisch-optischer Ansatz zur großräumigen Kartierung und langfristigen Überwachung eingesetzt. Die Daten des Multibeam-Echolotes (MBES) liefern die Basis für die Kartierung der Untersuchungsgebiete mit hochauflösenden Informationen zu Morphologie und Beschaffenheit des Meeresbodens. AUV-basierte Seitensichtsonar(SSS)-Erkundungen ergänzen diese Daten, indem sie lokale Substratmerkmale auflösen, die für Braunalgen-Habitate relevant sind. Optische Daten von geschleppten Kamerasystemen, ROVs und AUVs dokumentieren das Algenvorkommen auf verschiedenen Skalen; Fotomosaike ermöglichen eine quantitative Abschätzung der Populationsdichte und die Identifizierung lokaler räumlicher Muster. Wiederholte Befahrungen festgelegter Überwachungsflächen erfassen zeitliche Veränderungen, und eine automatisierte Bildanalyse unterstützt eine effiziente Detektion der gesuchten Arten und damit die Integration mit akustischen und Umweltdaten. Durch die Verknüpfung optischer Beobachtungen, hydroakustischer Daten, Umweltparameter und gezielter Biomassemessungen zielt das Projekt darauf ab, räumliche Vorhersagemodelle für das Vorkommen und die Biomasse von Braunalgen in den größeren Untersuchungsgebieten zu entwickeln. Der daraus resultierende methodische Rahmen bildet die Grundlage, um die Verbreitung und den möglichen Beitrag zur Kohlenstoffbindung von Braunalgen zu bewerten und künftige Strategien für Schutz, Wiederherstellung und Monitoring in der deutschen Ostsee-AWZ zu unterstützen. Da das Projekt gerade erst im Jahr 2026 begonnen hat, stellt dieser Bericht die Methodik, erste Beobachtungen und Schlussfolgerungen aus den ersten Feldkampagnen vor.
Algenkartierung | optische und hydroakustische Kartierung | MBES | SSS | SAS | AUV
- Ausgabe: HN 135, Seite 18–23
- DOI: 10.23784/HN135-03
- Autor/en: Anne Hennke, Jens Greinert
Hydrographische Vermessung zur Inspektion von Spundwänden
Spundwände übernehmen in Häfen und an Wasserstraßen je nach Bauart tragende, sichernde und abdichtende Funktionen. Ein großer Teil der Konstruktion liegt dauerhaft unter Wasser und ist einer unmittelbaren Sichtprüfung nur eingeschränkt zugänglich. Hochauflösende hydrographische Nahbereichsvermessungen können diesen Bereich flächig und georeferenziert erfassen. Dieser Beitrag beschreibt einen Messansatz, mit dem Messdaten erzeugt werden, die für eine Spundwandinspektion genutzt werden können. Dabei ist es wichtig, im Vorhinein entwickelte Qualitätsparameter ausreichend zu berücksichtigen. Anwendungsbeispiele zeigen, wie dreidimensionale Punktwolken Verformungen, ausreichend große Oberflächenanomalien, Auskolkungen und Hindernisse sichtbar machen und Detailprüfungen vorbereiten. Zugleich werden die Grenzen des Verfahrens dargestellt. Insbesondere ersetzen akustische Oberflächenmessungen weder die Wanddickenmessung noch den sicheren Nachweis feiner Risse oder verdeckter Schäden. Imaging-Sonar und Unterwasserphotogrammetrie ergänzen die geometrische Erfassung dort, wo eine höhere Detailauflösung oder eine bildhafte Dokumentation benötigt wird.
Bauwerksinspektion | Qualitätsparameter | Spundwand | Hafen | Genauigkeit
Depending on their design, sheet pile walls perform load-bearing, securing and waterproofing functions in ports and along waterways. A large part of the structure lies permanently underwater and is only accessible to a limited extent for direct visual inspection. High-resolution close-range hydrographic surveys can capture this area comprehensively and in a georeferenced manner. This article describes a measurement approach that generates data suitable for sheet pile wall inspection. It is important to give sufficient consideration to quality parameters developed in advance. Case studies demonstrate how three-dimensional point clouds reveal deformations, sufficiently large surface anomalies, scouring and obstacles, and facilitate detailed inspections. At the same time, the limitations of the method are outlined. In particular, acoustic surface measurements do not replace wall thickness measurements or the reliable detection of fine cracks or concealed damage. Imaging sonar and underwater photogrammetry complement the geometric survey where higher detail resolution or visual documentation is required.
structural inspection | quality parameters | sheet pile wall | port | accuracy
- Ausgabe: HN 135, Seite 10–17
- DOI: 10.23784/HN135-02
- Autor/en: Berit Jost
Ein Strahl in Bewegung
Mechanisch scannende Imaging-Sonare bauen ein Bild aus zeitlich nacheinander aufgenommenen Strahlen auf. Bewegt oder dreht sich die Plattform während eines Scans, gehören die einzelnen Messlinien zu unterschiedlichen Fahrzeugposen; eine naive Darstellung in einem gemeinsamen Polarraster verzerrt daher stationäre Konturen. Am Beispiel SeaFox wird beschrieben, wie zeitlich zugeordnete Navigations- und Lagedaten jede Scanlinie auf einen gemeinsamen Referenzzustand transformieren können. Der so geometrisch konsistentere Datenbestand erleichtert die Wiederauffassung und Interpretation im Nahbereich. Räumlich überlappende Scans zu verschiedenen Zeitpunkten eröffnen außerdem die umgekehrte Informationsrichtung: Wiedererkennbare Bodenmerkmale können mittels Feature Tracking oder Scan Matching zur Schätzung relativer Poseänderungen und der Fahrt über Grund beitragen. Der Beitrag grenzt diese Perspektive gegenüber dem demonstrierten Ansatz zur Bewegungskompensation ab und ordnet beide Ansätze hinsichtlich Multibeam-Sonar, optischer Identifizierung sowie ihrer technischen Voraussetzungen und Grenzen ein.
Nahbereichssonar | mechanisch scannendes Imaging-Sonar | Bewegungskompensation | SeaFox |
Scan Matching | Unterwassernavigation
Mechanically scanning imaging sonars construct an image from beams acquired in sequence over time. If the platform moves or rotates during a scan, the individual scan lines correspond to different vehicle poses; a simplistic representation in a common polar grid therefore distorts stationary contours. Using the SeaFox as an example, this paper describes how temporally correlated navigation and attitude data can transform each scan line to a common reference state. The resulting, geometrically more consistent dataset facilitates re-localisation and interpretation at close range. Spatially overlapping scans taken at different times also open up the reverse direction of information flow: Recognisable seabed features can be used via feature tracking or scan matching to estimate relative pose changes and the track over ground. This paper distinguishes this perspective from the demonstrated approach to motion compensation and classifies both approaches in terms of multibeam sonar, optical identification and their technical prerequisites and limitations.
short-range sonar | mechanically scanning imaging sonar | motion compensation | SeaFox |
scan matching | underwater navigation
- Ausgabe: HN 135, Seite 6–9
- DOI: 10.23784/HN135-01
- Autor/en: Ralph Becker-Heins, Julian Höpe
