Dokumentation und Analyse von Lawinenablagerungen mittels Drohnen-Photogrammetrie

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Artikel aus einer Zeitschrift

200206374

Drohnen-Photogrammetrie ist ein etabliertes Werkzeug zur Erzeugung von Orthophotos und zur hochaufgelösten Messung von Oberflächenhöhen. In diesem Beitrag präsentieren wir die Ergebnisse eines Drohneneinsatzes zur Kartierung eines Lawinenereignisses, welches im Bereich der Arzler Alm nahe Innsbruck (Tirol) im Jänner 2018 stattfand. Das Hauptziel der Kampagne bestand darin, das Ausmaß und das Volumen der Lawine zu dokumentieren und die Wechselwirkung zwischen der Lawine und den verschiedene Arten von Verbauungen im Bereich von Lawinensturzbahn und -auslauf zu untersuchen. Die Ergebnisse dieser Fallstudie zeigten, dass insgesamt ca. 70.000 m3 Schnee und Fremdmaterial abgelagert wurden. Die höchsten Ablagerungstiefen (> 5m) wurden dort erreicht, wo das Gelände die Breite der Sturzbahn von 40 auf 15 m reduzierte und im Auslaufbereich, wo die Lawine durch eine Reihe von Brems-, Leit- und Auffangbauwerken zum Stillstand kam. Ein Vergleich zwischen Geländeneigung und Ablagerungshöhen zeigte, dass der Hauptteil des Ablagerungsvolumens aus mittleren Ablagerungshöhen (2,1-2,2 m) bei Neigungswinkel zwischen 15 und 25° stammt, die ca. 62% der Gesamtfläche ausmachen. Die Kombination aus der Interpretation von Orthophoto und räumlicher Analyse der Ablagerung demonstriert, dass kleinräumige Geländestrukturen das Ablagerungsmuster lokal bestimmen. Die Analyse dieser lokalen Effekte ist von wesentlicher Bedeutung, um die Wechselwirkung zwischen Lawinen und Hindernissen zu verstehen und die Gestaltung von Lawinenschutzbauwerken zu optimieren.
Stichwörter: Schneehöhenverteilung, Verbauungen, unbemannte Luftfahrzeuge, Drohne, Tirol, Photogrammetrische Auswertung, Lawinenablagerung
Unmanned aerial system photogrammetry (UAS-P) is increasingly becoming a commonplace tool to generate orthophotos and measure surface elevation with ground sampling distances in the centimetre-range. In this contribution, we present results from a UAS-P mission to map an avalanche event, which occurred near the city Innsbruck in Western Austria. The main objective of the campaign was to document avalanche extent and volume, as well as investigate avalanche interaction with different types of defence structures, located in track and runout area. The result of this case study showed that in total, 70.000 m3 of snow and debris were deposited. The highest deposition depths (> 5 m) were reached where a rocky outcrop reduced the width of the track from 40 to 15 m, and near the deposition terminus, where the avalanche impacted several concrete wedges, catching and deflection dams. A comparison between slope angles and deposition depths showed, that the main part if the deposition volume originated from medium deposition depths (2.1-2.2. m) at slope angles between 15-25° which covered ~62% of the total deposition area. The combination of orthophoto interpretation and spatial deposition analysis revealed that terrain variations such as channelization and defence structures locally dominate the deposition pattern. Knowledge of these local effects is of major importance to understand the interaction of avalanches with defence structures and optimise their design.
Keywords: Snow depth distribution, mitigation measures, unmanned aerial vehicle