Terrestrische Radarinterferometrie und terrestrisches Laserscanning zur Überwachung alpinen Geländes: Praxiserfahrungen und Theorie

Abstract

Terrestrische Radarinterferometrie (TRI) und terrestrisches Laserscanning (TLS) sind Technologien, die sich dank ihrer für Langdistanzmessungen geeigneten, quasi flächenhaften Aufnahmeverfahren insbesondere zur Erfassung grossräumiger Deformationsphänomene eignen. Im Rahmen eines von der ETH durchgeführten Projektes zur Evaluierung geodätischer Messkonzepte für die Überwachung hangrutschungs- und felssturzbezogener Geogefahren in der Südschweiz wurden im Sommer 2019 Messungen mit TRI und TLS in hochalpinem Gelände durchgeführt. Aufbau und autonomer Betrieb der Instrumente sowie die Auswertung der unter solchen Bedingungen erhobenen Daten bringen besondere Herausforderungen mit sich. Diese beinhalten hardwaretechnische Aspekte wie die Bereitstellung geeigneter Wetterschutzmassnahmen und einer über Monate stabilen Stromversorgung aber auch entsprechende Prozessierungsstrategien zur Verminderung des Einflusses atmosphärischer Effekte oder zur Extraktion von Verschiebungsfeldern aus Folgen von Punktwolken. Wir präsentieren Lösungsansätze, deren Umsetzung in der Praxis und diskutieren deren Leistungsfähigkeit vor dem Hintergrund der während des Projektes gesammelten Erfahrungen. Besondere Beachtung erfahren die Quantifizierung und Korrektur atmosphärischer Effekte in der terrestrischen Radarinterferometrie mit Hilfe von Hilberträumen mit reproduzierendem Kern sowie die merkmalsbasierte Verarbeitung von Punktwolken mit Hilfe neuronaler Netze.