Verwendung eines GBSAR-Sensors am Hornbergl bei Reutte/Tirol - Installation und Messungen

Autor: B.Sc. Jean-Marc Schares
Titel: Verwendung eines GBSAR-Sensors am Hornbergl bei Reutte/Tirol - Installation und Messungen
Art: Master's Thesis
Jahr, Nr.: 2012, #412
Betreuer: Dipl.-Ing. Christoph Reith

 

Kurzfassung

Massenbewegungen stellen im Alpenraum eine ständige und aktuelle Bedrohung dar. Solche Gefahren gehen auch vom 1755 m hohen Hornbergl auf dem Gebiet der Gemeinde Höfen bei Reutte in Tirol aus. Die Bergzerreißung wird seit 1987 vom Lehrstuhl für Geodäsie der TU München mit geodätischen Messverfahren überwacht und hat sich zu einer Art Freiluftlaboratorium entwickelt. Im Rahmen dieser Masterarbeit konnte in Kooperation mit dem Institut für Geodäsie und Photogrammetrie (IGP) der TU Braunschweig mit einem Ground-Based Synthetic Aperture Radar (GBSAR) Sensor am Hornbergl gemessen werden.

In dieser Arbeit werden zur Einleitung die Geographie und Geologie des Hornbergls sowie die bisherigen Überwachungsmessungen vorgestellt. Geologisch gesehen entsteht die Bergzerreißung durch die Zerlegung der harten Lechtaldecke über der weichen Allgäuschicht. Für die Radartechnik wird das Messprinzip von GBSAR erläutert und das eingesetzte IBIS-L Instrument dargestellt. Dieses arbeitet mit einer mittleren Frequenz von 17,2 GHz und einer synthetischen Apertur von 2 m durch Bewegung des Sensors über eine Schiene. Die räumliche Auflösung beträgt 0,75 m in Entfernungs- und 4,4 mrad in Querrichtung (4,4 m in Distanz von 1km). Für diese Messzellen werden die Verschiebungen auf einen zehntel Millimeter aufgelöst gemessen. Die Maximalentfernung beträgt 4 km und die Mindestdauer zwischen zwei Aufnahmen liegt zwischen 5 und 10 Minuten.

Zur Vorbereitung der Messung werden mögliche Standorte erkundet und bezüglich verschiedener Kriterien miteinander verglichen. Für das Instrument wird ein Fundament geplant, abgesteckt und erstellt. Dabei wird eine spezielle Montierung mit einbetonierten Innengewinden gewählt, in welche die Gewindestangen die das Instrument halten eingeschraubt werden. Dadurch stehen, wenn das Instrument nicht installiert ist, keine Aufbauten aus dem Fundamentblock heraus.

Der Praxiseinsatz erfolgt in einer Messwoche im September 2011 in der ein kurzfristiger Wintereinbruch für spezielle Verhältnisse gesorgt hat. Die Meteorologie ist von mehreren Wetterstationen erfasst worden und wird analysiert. Weiterhin finden Sicherungsmessungen statt um die Position und Ausrichtung des Fundaments mit GNSS und Nivellement zu überwachen. Die Fixierung des Instruments auf dem Fundament wird nivelliert und die Aufbauten dokumentiert. Die Auswertung der GBSAR-Messungen wird am IGP in Braunschweig mit verschiedenen IBIS Programmen durchgeführt. Es werden Verschiebungsdaten berechnet und auf einem digitalen Oberflächenmodell visualisiert. Für die Verschiebungen wird ein Vergleich mit der Meteorologie erstellt.

Abschließend werden unter Betrachtung der erzielten Ergebnisse und der Daten von GPS Permanentstationen Empfehlungen für zukünftige Messeinsätze des GBSAR-Sensors am Hornbergl gegeben.