Satellitengestützte Bathymetrie als Instrument zur schnellen Beurteilung sturmbedingter Auswirkungen auf die Strandaufschüttung

Behörden stehen nach Sturmereignissen vor der Aufgabe, Strandvolumenverluste schnell zu quantifizieren, um Katastrophenmeldungen vorzubereiten. Traditionelle Methoden stützen sich auf visuelle Schätzungen und wenige Messungen wie Strandhöhe, Steilhanghöhe oder Dünenabstand. Diese Verfahren sind jedoch fehleranfällig, da Daten zum Offshore-Bereich des Strandprofils meist fehlen. Vollständige Strandprofiluntersuchungen, die sowohl den trockenen Strand als auch den Unterwasserbereich einbeziehen, liegen erst später vor. Satellitengestützte Bathymetrie (SDB) kann diese Lücke schließen: Sie liefert flächendeckende, konsistente Daten, die zeitnah vor und nach einem Sturm verfügbar sind. Dadurch lassen sich vorläufige Volumenschätzungen präzisieren und Katastrophenmeldungen auf eine fundiertere Datengrundlage stellen. Eine vergleichende Analyse von SDB-Daten und traditionellen topobathimetrischen Vermessungen am Beispiel von Coquina Beach (Anna Maria Island, Florida) zeigt, dass SDB die Genauigkeit schneller Nachsturmbewertungen verbessert. Trotz methodischer und verarbeitungsbedingter Einschränkungen kann SDB entscheidend dazu beitragen, wirtschaftliche Verluste realistisch abzuschätzen und eine schnellere, besser informierte Reaktion auf Sturmereignisse zu ermöglichen.

Erdbeobachtung | satellitengestützte Bathymetrie | Sturmschaden | Strandvolumen | Küstenresilienz

After storm events, authorities are faced with the task of quickly quantifying beach volume losses in order to prepare disaster declarations. Traditional methods rely on visual estimates and a few measurements such as beach elevation, scarp height or distance from dune to waterline. However, these methods are prone to errors because data on the offshore portion of the beach profile are usually missing. Complete beach profile surveys, including both the dry beach and the underwater area, are only available later. Satellite-derived bathymetry (SDB) can close this gap: It provides comprehensive, consistent data that is available promptly before and after a storm. This allows for more precise preliminary volume estimates and provides a more solid data basis for disaster declarations. A comparative analysis of SDB data and traditional topo-bathy surveys using Coquina Beach (Anna Maria Island, Florida) as an example shows that SDB improves the accuracy of rapid post-storm assessments. Despite methodological and processing limitations, SDB can make a decisive contribution to realistically estimating economic losses and enabling a faster, better-informed response to storm events.

earth observation | satellite-derived bathymetry | storm damage | beach volume | coastal resilience

• Ausgabe: HN 132, Seite 30–37
• DOI: 10.23784/HN132-04
• Autor/en: Edward Albada, Morjana Signorin, Lindino Benedet, Chelsea Ryan, Knut Hartmann, Christian Bödinger, Kim Knauer

Large-scale seafloor mapping of the Italian coasts using multi-sensor surveying to characterise Posidonia oceanica and seafloor morphology in shallow waters

The Italian Institute for Environmental Protection and Research (ISPRA) is leading a nationwide initiative to map and restore seagrass meadows under the Marine Ecosystem Restoration (MER) project. This effort addresses the alarming decline of Posidonia oceanica and Cymodocea nodosa habitats, which are critical for carbon sequestration, biodiversity and coastal resilience. The MER project’s mapping component, executed by Fugro and Compagnia Generale Ripreseaeree (CGR), in partnership with EOMAP and PlanBlue, employed a multi-sensor approach, combining satellite, airborne, vessel-based (high-resolution multibeam echo sounder, MBES) and autonomous underwater vehicle (AUV) technologies. The integration of bathymetric LiDAR, MBES, optical and multispectral data allowed continuous bathymetric coverage from the coastline to a depth of 50 metres. The Virgeo platform, specifically developed by Fugro, facilitated real-time monitoring of acquisitions and data collected by ships and aircraft engaged in the surveys. This integrated approach provides a robust baseline for restoration planning and long-term monitoring, offering a scalable, cost-effective solution for national marine habitat assessments.

marine ecosystem restoration | habitat and seafloor mapping | multi-sensor surveying | seagrass monitoring | machine learning classification

Das italienische Institut für Umweltschutz und -forschung (ISPRA) leitet eine landesweite Initiative zur Kartierung und Wiederherstellung von Seegraswiesen im Rahmen des Projekts »Marine Ecosystem Restoration« (MER). Diese Initiative befasst sich mit dem alarmierenden Rückgang der Lebensräume von Posidonia oceanica und Cymodocea nodosa, die für die Kohlenstoffbindung, die Artenvielfalt und die Widerstandsfähigkeit der Küsten von entscheidender Bedeutung sind. Die Kartierungskomponente des MER-Projekts, die von Fugro und Compagnia Generale Ripreseaeree (CGR) in Zusammenarbeit mit ­EOMAP und PlanBlue durchgeführt wurde, basierte auf einem Multisensor-Ansatz, bei dem Satellitentechnologien, luft- und schiffsgestützte Technologien (mit hochauflösendem Fächerecholot) und autonome Unterwasserfahrzeugtechnologien (AUV) kombiniert wurden. Die Integration von bathymetrischen LiDAR-, Fächerecholot-, optischen und multispektralen Daten ermöglichte eine kontinuierliche bathymetrische Abdeckung von der Küstenlinie bis zu einer Tiefe von 50 Metern. Die speziell von Fugro entwickelte Virgeo-Plattform ermöglichte die Echtzeitüberwachung der Erfassungen und der Daten, die von den an den Vermessungen beteiligten Schiffen und Flugzeugen gesammelt wurden. Dieser integrierte Ansatz bietet eine solide Grundlage für die Planung von Wiederherstellungsmaßnahmen und die langfristige Überwachung und stellte eine skalierbare, kostengünstige Lösung für nationale Bewertungen von Meereslebensräumen dar.

Wiederherstellung mariner Ökosysteme | Kartierung von Lebensräumen und Meeresböden | Multisensor-Vermessung | Seegrasüberwachung | Klassifizierung mittels maschinellen Lernens

• Ausgabe: HN 132, Seite 24–29
• DOI: 10.23784/HN132-03
• Autor/en: Sante Francesco Rende, Alessandro Bosman, Nunziante Langellotto, Viviana Belvisi, Raffaele Proietti, Alfredo Pazzini, Agostino Tommasello, Monica Montefalcone, Alberto Guarnieri, Giorgio De Donno, Valerio Baiocchi, Daniela Carrion, Filippo Muccini, Riccardo Barzaghi, Tanja Dufek, Paula Garcia Rodriguez, Marco Filippone, Benoit Cajelot, Dhira Adhiwijna, Federico Bartali, Hugh Parker, Michelle Wagner, Nick Rackebrandt, Leonardo Tamborrino, Knut Hartmann, Constantin Sandu, Andreas Müller, Giordano Giorgi

REPMUS: A catalyst for innovation in uncrewed hydrography

REPMUS (Robotic Experimentation and Prototyping with Maritime Unmanned Systems) is an annual multinational exercise led by the Portuguese Navy with NATO, EU, academia and industry partners. Unlike traditional military drills, it focuses on technological development, prototyping and integration of uncrewed systems across maritime, aerial and subsurface domains. REPMUS24 gathered over 2,000 participants from 30+ nations to test capabilities in realistic scenarios, such as hydrography, rapid environmental assessment (REA), amphibious surveys, glider-based oceanographic monitoring and critical underwater infrastructure protection. The exercise accelerates innovation by transitioning prototypes into operational tools, fostering interoperability and knowledge exchange.

REPMUS | maritime unmanned systems (MUS) | rapid environmental assessment (REA) | critical underwater infrastructure (CUI) protection | multi-domain operations (MDO)

REPMUS (Robotic Experimentation and Prototyping with Maritime Unmanned Systems) ist eine jährliche multinationale Übung unter der Leitung der portugiesischen Marine mit Partnern aus der NATO, der EU, der Wissenschaft und der Industrie. Im Gegensatz zu traditionellen Militärübungen konzentriert sie sich auf die technologische Entwicklung, das Prototyping und die Integration unbemannter Systeme in den Bereichen See, Luft sowie unter Wasser. REPMUS24 versammelte über 2000 Teilnehmer aus mehr als 30 Nationen, um Fähigkeiten in realistischen Szenarien zu testen, darunter Hydrographie, schnelle Umweltbewertung (REA), amphibische Vermessungen, ozeanografische Überwachung mit Glidern und Schutz kritischer Unterwasserinfrastruktur. Die Übung beschleunigt Innovationen, indem sie Prototypen in einsatzfähige Werkzeuge überführt und Interoperabilität und Wissensaustausch fördert.

REPMUS | maritime unbemannte Systeme (MUS) | schnelle Umweltbewertung (REA) | Schutz kritischer Unterwasserinfrastruktur (CUI) | Multi-Domain-Operationen (MDO)

• Ausgabe: HN 132, Seite 16–22
• DOI: 10.23784/HN132-02
• Autor/en: Rui Miguel Cândido, Nádia Rijo, António Tavares

Fluggestützte Topobathymetrie flacher Küstengewässer
Von der Datenaufnahme zum digitalen Abbild in HydroVISH

Küstenzonen sind Hotspots mit komplexen Wechselwirkungen zwischen marinen, terrestrischen und klimatischen Prozessen. Aufgrund ihrer zumeist dichten Besiedlung sind die Auswirkungen des Klimawandels unter anderem über einen steigenden Meeresspiegel hier besonders kritisch und oft auch katastrophal. Für effektive Schutzmaßnahmen sowie zur Erhaltung bedeutsamer Ökosysteme, wie dem Wattenmeer in der Nordsee, ist eine genaue und hochaufgelöste Vermessung der Flachwasser­bathymetrie sowohl zur Planung von Schutzmaßnahmen als auch für ein verbessertes Prozessverständnis unerlässlich. In unserem Beitrag konzentrieren wir uns daher auf die effiziente Auswertung fluggestützter Topobathymetriedaten in unserer Software HydroVISH und beleuchten hierzu spezifische Arbeitsschritte näher. Dies vor allen Dingen um zu zeigen, wie aus den gewonnenen Daten ein möglichst optimaler Nutzen im Sinne des Küstenschutzes gezogen werden kann.

Topobathymetrie | Full Waveform | Klassifizierung | Küstenmorphologie | DGM

Coastal zones are hotspots with complex interactions between marine, terrestrial and climatic processes. Due to their mostly dense population, the effects of climate change, including a rising sea level, are particularly critical and often catastrophic. For effective protective measures and the preservation of important ecosystems, such as the Wadden Sea in the North Sea, accurate and high-resolution surveying of shallow water bathymetry is essential both for planning protective measures and for improving our understanding of the processes involved. In our article, we therefore focus on the efficient evaluation of flight-based topographic bathymetry data in our software HydroVISH and highlight specific processing steps in more detail. The main aim is to show how the data obtained can be used to achieve the best possible benefits in terms of coastal protection.

topobathymetry | full waveform | classification | coastal morphology | DTM

• Ausgabe: HN 132, Seite 6–15
• DOI: 10.23784/HN132-01
• Autor/en: Ramona Baran, Wolfgang Dobler, Werner Benger, Frank Steinbacher

International Summer School on UAV photogrammetry, laser scanning and bathymetry 2024 in Szczecin

The International Summer School 2024 in Szczecin took place from 16 to 18 September at the Maritime University in Szczecin and was aimed at Master’s and doctoral students. Around 60 participants from Europe deepened their knowledge of UAV photogrammetry, laser scanning, bathymetry and point cloud processing through specialist lectures, practical workshops and group projects. The event was organised by the DGPF and PTFiT. In addition to professional dialogue, the focus was also on excursions and networking. A continuation is planned for 2026 in Darmstadt.

Die International Summer School 2024 in Szczecin fand vom 16. bis 18. September an der Maritimen Universität in Stettin statt und richtete sich an Masterstudierende und Doktoranden. Rund 60 Teilnehmende aus Europa vertieften ihr Wissen in UAV-Photogrammetrie, Laserscanning, Bathymetrie und Punktwolkenverarbeitung durch Fachvorträge, praktische Workshops und Gruppenprojekte. Organisiert wurde die Veranstaltung von der DGPF und der PTFiT. Neben dem fachlichen Austausch standen auch Exkursionen und Networking im Fokus. Eine Fortsetzung ist für 2026 in Darmstadt geplant.

• Ausgabe: HN 131, Seite 76–77
• DOI: 10.23784/HN131-17
• Autor/en: Thomas P. Kersten