Eismassenbestimmung mittels UAV und handgetragenem Laserscanner

Der Klimawandel beeinflusst im hohen Maße die Eisflächen des Planeten. Diese nehmen zum Teil rapide an Fläche und Volumen ab. Die Eiskapelle, ein ehemaliger Gletscher bei Berchtesgaden, gelegen im gleichnamigen Nationalpark, ist eine solche Eisfläche und gilt als das tiefstgelegene ständige Vorkommen von Firneis in den deutschen Alpen (s. Abb.1). Sie entsteht primär in den Wintermonaten durch Schneelawinen vom Watzmann an dessen Ostwand und Niederschlägen. In dieser Zeit kann die Eiskapelle im schattigen Talkessel je nach Niederschlagsmenge an Volumen zulegen. Durch wasserfallartige Sturzbäche und mithilfe von warmen Luftströmungen vom Berg wird im Laufe der wärmeren Monate das Innere der Eismasse ausgehöhlt und der markante Eingang sowie das Gangsystem gebildet. Dieses außergewöhnliche Naturschauspiel und die Form der Eiskapelle lassen sie einerseits zu einem Tourismusmagneten, andererseits zu einem interessanten Messobjekt werden. Die Tendenz der letzten Jahre zeigt leider trotz temporärem Zuwachs einen deutlichen Rückgang der Eismassen, der sich zusehends zu beschleunigen scheint.

Ursprünglich wurde seit 1984 die Eiskapelle regelmäßig durch den „Verein für Höhlenkunde in München e.V.“ vermessen und die Ausmaße dokumentiert. Mittlerweile übernimmt diese Aufgabe das „Institut für angewandte Karst- und Höhlenkunde“. Seit 2014 wirkt auch das Labor für Geodätische Messtechnik der Hochschule München am Monitoring der Eiskapelle mit. Aufgrund dieser Kooperation sind zwischenzeitlich mehrere Bachelorarbeiten zur Erfassung der Eisfläche in verschiedenen Messepochen mit unterschiedlichen geodätischen Messverfahren durchgeführt worden.

Ziel der Messkampagne im Oktober 2022 war die Fortführung der regelmäßigen Messungen

der Eiskapelle in vergleichbarer oder besserer Qualität (< 10 cm). Dies soll in diesem Fall für die Oberfläche mittels photogrammetrischer Drohnenbefliegung erreicht werden. Diese Daten liegen auch aus dem Jahr 2021 vor (s. Abb. 3) und werden ebenfalls ausgewertet sowie ihre Qualität analysiert. Erstmals kommt auch ein handgetragenes 3D-Laserscanning System zum Einsatz, um neben Bereichen im Außenbereich auch den Hohlraum im Inneren zu erfassen und eine Aussage über die tatsächliche Eisstärke tätigen zu können. Des Weiteren sollen die Punktwolken aus den Befliegungen mit der aus dem Laserscan anhand eines Differenzmodells überprüft (s. Abb. 4) und eine fusionierte Gesamtpunktwolke abgeleitet werden (s. Abb. 5). Die Ergebnisse zeigen, dass mit Hilfe beider Messtechnologien eine dreidimensionale Erfassung der Eiskapelle in der geforderten Genauigkeit möglich ist.