Pilotstudie im Schweriner Außensee zur hydroakustischen Seenvermessung mittels USV

Im März 2024 wurde ein 2,36 km² großer Teilbereich des Schweriner Außensees (Mecklenburg-Vorpommern) mit Hilfe eines Uncrewed Surface Vehicle (USV) von der Subsea Europe Services GmbH unter Verwendung des interferometrischen Sonars Geo¬Swath 4R und des Fächerecholots R2Sonic 2026 V+ neu vermessen. Die gemessenen Wassertiefen reichten von weniger als einem Meter bis zu 51 Metern. Die Kombination beider Messverfahren lieferte Rasterdaten zur Morphologie, zur Sedimentbeschaffenheit des Seebodens sowie zu dessen topografischen Besonderheiten in bislang unbekannter Genauigkeit. Mit einer Bodenauflösung von 0,25 bis 0,50 m konnten detaillierte bathymetrische Daten und das subaquatische Mikrorelief mit Objekten (z.B. Steine) und Depressionen in Größe und räumlicher Verbreitung erfasst werden. Die erfolgreiche Anwendung einer Kombination aus zwei Fächerecholoten für das breite Wassertiefenspektrum in einem Binnensee wird hier beschrieben. Die Datenqualität und die Effizienz des Verfahrens empfehlen die Seenvermessung mittels USV und Fächerecholoten auch für andere Binnengewässer.

Schweriner See | Bathymetrie | USV | Fächerecholot | Sonar | subaquatisches Mikrorelief | Objekterkennung

In March 2024, a 2.36 km² section of the Schwerin Outer Lake (Mecklenburg-Western Pomerania) was resurveyed by Subsea Europe Services GmbH with the help of an uncrewed surface vehicle (USV) using the GeoSwath 4R interferometric sonar and the R2Sonic 2026 V+ multibeam echo sounder. The measured water depths ranged from less than one metre to 51 metres. The combination of both measurement methods provided raster data on the morphology, sediment composition and topographical features of the lake bed with unprecedented accuracy. With a bottom resolution of 0.25 to 0.50 metres, detailed bathymetric data and the subaquatic micro-relief with objects (e.g. stones) and depressions could be recorded in terms of size and spatial distribution. The successful application of a combination of two multibeam echo sounders for the broad water depth spectrum in an inland lake is described here. The data quality and efficiency of the method recommend lake surveying using USV and multibeam echo sounders for other inland waters as well.

Lake Schwerin | bathymetry | USV | multibeam echo sounder | sonar | subaquatic micro-relief | object detection

• Ausgabe: HN 130, Seite 6–12
• DOI: 10.23784/HN130-01
• Autor/en: Sebastian Lorenz, Ovoke Ivwighre, Agata Feldens, Ezekiel David, Jorge Ibaceta, Matthias Hinz, Torsten Haberzettl

»We are proud to state that the Innomar SBPs are ›Made in Germany‹«

Sabine Müller says of herself that she finds it difficult to say »no«. This probably explains why we don't just talk about one topic in our interview with her, but three. Firstly, there is her job as Managing Director of Innomar Technologie GmbH in Rostock. Secondly, there is her commitment to the DHyG, whose office she has headed for many years. And there is - most recently - the fact that she is the main organiser of HYDRO 2024 in Rostock. Sabine may not be able to say »no«, but she can give clear answers.

HYDRO 2024 | Innomar | parametric sub-bottom profiler | DHyG

Sabine Müller sagt von sich selbst, dass sie nur schwer »Nein« sagen kann. Das erklärt vermutlich, warum wir im interview mit ihr nicht nur über ein Thema reden, sondern gleich über drei Themengebiete. Da ist zum einen ihr Beruf als Geschäftsführerin der Innomar Technologie GmbH in Rostock. Da ist zum anderen ihr Engagement für die DHyG, deren Geschäftsstelle sie seit vielen Jahren leitet. Und da ist – ganz aktuell – die Tatsache, dass sie als Hauptverantwortliche die HYDRO 2024 in Rostock organisiert. Mag sein, dass Sabine nicht »Nein« sagen kann, aber klare Antworten geben kann sie.

HYDRO 2024 | Innomar | parametrisches Sedimentecholot | DHyG

• Ausgabe: HN 129, Seite 50–54
• DOI: 10.23784/HN129-08
• Autor/en: Sabine Müller, Lars Schiller

Innovative quay wall surveys – leveraging unmanned surface vehicles

Regular surveys of quay walls ensure they remain structurally sound and operational, but traditional inspection methods can be labour-intensive and limited by access constraints. However, new approaches that leverage autonomous technologies are advancing the field in terms of operational efficiency on the water, data quality and the extent to which 3D models can be created and applied for engineering and maintenance purposes. Subsea Europe Services GmbH has been working on a solution based on the integration of a tilted multibeam echo sounder (MBES) mounted on an unmanned surface vehicle (USV). It was put to the test this summer in the »Alter Hafen Süd« port in Rostock, Germany, during a successful quay wall survey that demonstrated how the combination of cutting-edge acoustic and autonomous systems can significantly enhance surveying and analysis in complex harbour environments.

quay wall survey | 3D model | USV

Regelmäßige Inspektionen von Kaimauern stellen sicher, dass sie strukturell solide und funktionsfähig bleiben, aber traditionelle Inspektionsmethoden können arbeitsintensiv und durch Zugangsbeschränkungen begrenzt sein. Neue Ansätze, bei denen autonome Technologien zum Einsatz kommen, bringen Fortschritte in Bezug auf die Betriebseffizienz auf dem Wasser, die Datenqualität und das Ausmaß, in dem 3D-Modelle erstellt und für technische und Wartungszwecke verwendet werden können. Die Subsea Europe Services GmbH hat an einer Lösung gearbeitet, die auf der Integration eines geneigten Fächerecholots (MBES) auf einem unbemannten Überwasserfahrzeug (USV) basiert. Sie wurde in diesem Sommer im Alten Hafen Süd in Rostock bei einer erfolgreichen Kaimauervermessung erprobt, die zeigte, wie die Kombination von modernsten akustischen und autonomen Systemen die Vermessung und Analyse in komplexen Hafenumgebungen erheblich verbessern kann.

Kaimauervermessung | 3D-Modell | USV

Lab experiment for photo bathymetry
Simultaneous reconstruction of water surface and bottom with a synchronised camera rig

In photo bathymetry, the refraction of the optical rays at the air-water interface, according to Snell’s law, causes image blurring and topographic reconstruction errors. Modelling the dynamic, wave-induced water surface can correct this refraction, enhancing bathymetric accuracy. This study presents a technical approach for simultaneously capturing and reconstructing both the water surface and bottom using a synchronised camera rig. Various acquisition configurations were tested to assess the possibility to extract water surface information. The design, acquisition plan, insights and initial results of this feasibility study are discussed, along with suggestions for future improvements and outlooks.

photo bathymetry | water surface | synchronised camera rig | refraction | structure-from-motion

Bei der Fotobathymetrie führt die Brechung der optischen Strahlen an der Luft-Wasser-Grenzfläche nach dem Snelliusschen Gesetz zu Bildunschärfen und Fehlern bei der topografischen Rekonstruktion. Die Modellierung der dynamischen, welleninduzierten Wasseroberfläche kann diese Brechung korrigieren und die bathymetrische Genauigkeit verbessern. In dieser Studie wird ein technischer Ansatz zur gleichzeitigen Erfassung und Rekonstruktion der Wasseroberfläche und des Bodens mit Hilfe eines synchronisierten Kamera-Rigs vorgestellt. Es wurden verschiedene Aufnahmekonfigurationen getestet, um die Möglichkeiten zur Gewinnung von Informationen über die Wasseroberfläche zu bewerten. Das Design, der Erfassungsplan, die Erkenntnisse und die ersten Ergebnisse dieser Machbarkeitsstudie werden zusammen mit Vorschlägen für zukünftige Verbesserungen und Ausblicke diskutiert.

Fotobathymetrie | Wasseroberfläche | synchronisiertes Kamera-Rig | Refraktion | Struktur-aus-Bewegung

• Ausgabe: HN 129, Seite 42–46
• DOI: 10.23784/HN129-06
• Autor/en: Laure-Anne Gueguen, Gottfried Mandlburger

Combined technologies for 3D cable tracking
Integrated data acquisition of a 3D sub-bottom profiler and an array of magnetometers

With an increasing number of offshore cables being installed, depth of burial (DOB) surveys are an important and regular task. DOB surveys determine the exact position and burial depth of the cable immediately after dredging and later at regular intervals throughout its lifetime. Innomar and Aquadyne have combined forces and technologies to use the positioning and real-time guidance information provided by Aquadyne’s MagTrack magnetic cable tracking system to efficiently acquire acoustic data using Innomar’s sixpack sub-bottom profiler (SBP) to produce a three-dimensional visualisation of the subsea environment around a cable in a single pass along the target. This paper summarises user requirements for DOB surveys, discusses the technologies used and presents encouraging field data from initial trials. The application of the methods presented is not limited to cable DOB surveys, they can also be used for pipeline surveys or other activities during construction and maintenance of offshore structures.

cable tracking | 3D sub-bottom visualisation | parametric acoustics | magnetometer | buried object localisation

Da immer mehr Offshore-Kabel verlegt werden, sind Vermessungen der Verlegetiefe (DOB) eine wichtige und regelmäßige Aufgabe. DOB-Vermessungen bestimmen die genaue Position und die Vergrabungstiefe des Kabels unmittelbar nach der Ausbaggerung und später in regelmäßigen Abständen während seiner gesamten Lebensdauer. Innomar und Aquadyne haben Kräfte und Technologien gebündelt, um die Positionierungs- und Echtzeit-Führungsinformationen des magnetischen Kabelverfolgungssystems MagTrack von Aquadyne zur effizienten Erfassung akustischer Daten mit dem Sub-Bottom-Profiler (SBP) sixpack von Innomar zu nutzen und eine dreidimensionale Visualisierung der Unterwasserumgebung um ein Kabel in einem einzigen Durchgang entlang des Ziels zu erstellen. Dieser Beitrag fasst die Anforderungen der Nutzer an DOB-Vermessungen zusammen, erörtert die eingesetzten Technologien und präsentiert ermutigende Felddaten aus ersten Versuchen. Die Anwendung der vorgestellten Methoden ist nicht auf Kabel-DOB-Vermessungen beschränkt, sondern kann auch für Pipeline-Vermessungen oder andere Aktivitäten während des Baus und der Wartung von Offshore-Strukturen verwendet werden.

Kabelverfolgung | 3D-Visualisierung des Meeresbodens | parametrische Akustik | Magnetometer | Lokalisierung vergrabener Objekte

• Ausgabe: HN 129, Seite 36–41
• DOI: 10.23784/HN129-05
• Autor/en: Jens Wunderlich, Jan-Erik Rygh, Michael Endler, Jens Lowag, Stein-Arild Nordrum