Senkungsmessungen mit Hilfe der Drohnentechnologie

Das Amt für Umweltschutz und Energie hat im Jahr 2019 entschieden, der Ursache der Geländesenkungen im Gebiet Margelacker-Fröschenegg-Hinterzweien in Muttenz auf den Grund zu gehen. Das Amt für Geoinformation trägt in einem Teilprojekt mit verdichteten Nivellementsaufnahmen und Drohnenflügen zu einem flächenmässigeren Bild der Vorgänge an der Erdoberfläche bei.

Patrick Lenherr, Amt für Geoinformation BL

Ausgangslage

Das Gebiet Margelacker-Fröschenegg-Hinterzweien in Muttenz weist seit mehreren Jahrzehnten Senkungen auf, von welchen die Ursache bis zum heutigen Tag nicht restlos geklärt sind. Die Senkungen weisen keine einheitliche Senkgeschwindigkeit auf, sondern sind von Meter zu Meter verschieden. Dabei können Senkraten von mehreren Millimetern pro Jahr vorkommen. Dadurch entstehen Schäden an Gebäuden und der sonstigen Infrastruktur.

Bereits seit 1995 misst das heutige Institut Geomatik der Fachhochschule Nordwestschweiz in unregelmässigen Abständen im von den Senkungen betroffenen Gebiet ein Präzisionsnivellementsnetz. Dabei werden durch Lagerung auf Höhenfixpunkten ausserhalb des Senkungsperimeters die Senkungsraten der im Senkungsgebiet liegenden Höhenfixpunkte ermittelt.

Weiter hat das Amt für Geoinformation Angaben der Senkungsraten auf Basis von Satelliten basiertem Radar (SAR-Daten), welche stellenweise Angaben bis in das Jahr 1992 zulassen. Siehe dazu auch den Beitrag "Erhebung von Bodensenkungsgebieten mittels SAR/Differentieller Interferometrie" in diesem Newsletter.

Projektumfeld

Das Amt für Umweltschutz und Energie hat im Jahr 2019 entschieden, dass die Ursache der Senkungen in diesem Gebiet nun weiter und detaillierter erforscht werden soll, um möglichst detaillierte Aussagen und auch Prognosen über den weiteren Verlauf machen zu können (Medienmitteilung AUE).

Diese Erkenntnisse zum Untergrund sollen mit dem Zusammentragen von Informationen aus alten Akten, Bohrungen und seismischen Messungen erlangt werden.

Teilprojekt Amt für Geoinformation

Um zusätzlich zu den oben genannten Erkenntnissen zum Untergrund noch präzisere Aussagen zu Senkungen machen zu können, begleitet das Amt für Geoinformation (AGI) diese Untersuchungen mit einem eigenen Teilprojekt. Ziel dieses Teilprojektes ist es, mit Hilfe einer Drohne, welche eine Fotokamera angehängt hat, halbjährlich den Stand des Geländes flächenmässig zu dokumentieren. Es werden dabei jedoch nur die Strassen begutachtet, da abseits dieser nur wenige verwertbare Aussagen gemacht werden können. Als Ziel wurde bestimmt, dass Senkungen von > 1 cm nachweisbar sein müssen.

Das AGI benutzt für diese Befliegung eine DJI Inspire 2 mit einer Zenmuse X7 Kamera darunter. Diese Drohne fliegt jeweils zwei Mal diagonal über die zu vermessenden Strassen. Jeder Flug hat in sich eine Überlappung von 80% frontal und seitlich. So kann zum einen Sichergestellt werden, dass jede Fläche im Interessensbereich auf mindestens 9 Bildern zu sehen ist und zum anderen, dass insbesondere bei stark durch den Verkehr belastete Strassen auch eine Aussage für die Belagshöhe gemacht werden kann.
Für die Lagerung der erstellten Höhenmodelle wurden im Abstand von ungefähr 30 m Passpunkte vermarkt, welche während den Flügen mit numerisch codierten Messmarken bestückt wurden. Diese Passpunkte wurden mit GNSS und Präzisionsnivellement lage- und höhenmässig bestimmt.

Resultate

Als Resultate dieses Teilprojekts werden nach jedem Flug folgende Produkte erstellt:

• Digitales Oberflächenmodell (DOM): Mit dem Verschnitt von zwei DOM können Differenzen zwischen diesen beiden Zeitständen flächenmässig abgegrenzt dargestellt werden.
• Orthofoto: Ermöglicht eine Detektion und Überwachung von Rissen und anderen Anomalien im Strassenbelag.
• Punktwolke: 3D-Punktwolke zur Orientierung über die Situation vor Ort.
• Senkungsrate der Passpunkte und der Höhenfixpunkte im Millimeterbereich.

Die zweite Befliegung findet abhängig vom Wetter Ende November bis Anfang Dezember statt und ermöglicht anschliessend die Interpretation von ersten Resultaten.