Herzlich Willkommen Herr Dipl.-Ing. VOR Wirth Abteilung M, Referat Geodäsie, Aufgabenbereich Gewässer- und Objektvermessung Bundesanstalt für Gewässerkunde, Koblenz Workshop Qualitätssicherung in der Gewässerkunde Koblenz, den 19./20.09.2006 Vorstellen, falls nicht von L erfolgt Begrüßen

2. Vermessungsgeräte und -verfahren 3. Beispiele 5. Zusammenfassung Qualitätsgesicherte Sohlhöhen– und Trendberechnung mit flächenhaften Peildaten 1. Zielsetzungen 2. Vermessungsgeräte und -verfahren 3. Beispiele 5. Zusammenfassung Mein Thema heute lauetet: Standardisierung der gewässervermesung Ich habe meine Vortrag in 3 teile gegliedert, Zunächst stelle ich die Ziele und den stand SQG vor, Dann ergänze ich besondere Aspekte und den stand im Küstenbereich Zuletzt werde ich einen Vorschlag füe die einführung im Binnenbereich darlegen

Zielsetzungen aus geodätischer Sicht Qualitätsgesicherte Gewässervermessung mit QM-System Optimieren des Systemverständnis durch informativere Ergebnisse der Gewässervermessung SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe.

Was bedeutet aQua? Ab 2005 im Küstenbereich ! stellt sicher, dass: der Wasser- und Schifffahrtsverwaltung des Bundes (WSV) stellt sicher, dass: Dauerhaft die gleiche Qualität erreicht wird Ergebnisse den Kundenanforderungen entsprechen liefert standardisierte Produkte mit Qualitätsangaben Erläuterung warum aQua, Namensgebung Ab 2005 im Küstenbereich !

Vermessungsgeräte und -verfahren Gerätetechnik mit höchster Genauigkeit und Informationsdichte nutzen Hochpräzise 3D Ortung und Fächerlote synoptische flächenhafte Vermessung Epochenvergleiche mit qualitätsgesicherten DGM Profilvergleiche Differenzenpläne und mittlere Änderungsgeschwindigkeit animierte Darstellungen Längsprofile mit mittleren Sohlhöhen Groß- und kleinräumige Massenbilanzen SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe.

Beispiele für Prozesswege zur qualitätsgesicherten Erstellung von Differenzenpläne inclusive mittlerer Änderungsgeschwindigkeit animierte Darstellungen Längsprofile mit mittleren Tiefen und Trendangaben Großräumige Massenbilanzen SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe. Grundlage aller Produkte: qualitätsgesichertes DGM mit belegbarer Qualität

Mittlere Sohlhöhen aus DGM # Datum, Abtrag[m3], Abtrag-Fläche[m2], Auftrag[m3], Auftrag-Fläche[m2], Gesamt[m3], Fläche[m2], mittlere Höhe/Tiefe unter Bezug, Unsicherheit[ m], Bezeichnung der Fläche 31.03.2004 0.0 0.0 18648.5 4406.6 18648.5 4406.6 4.232 0.0151 509.025Km - 509.050Km 31.03.2004 0.0 0.0 18748.2 4411.0 18748.2 4411.0 4.250 0.0151 509.050Km - 509.075Km 31.03.2004 0.0 0.0 18875.5 4415.3 18875.5 4415.3 4.275 0.0151 509.075Km - 509.100Km 31.03.2004 0.0 0.0 18892.3 4417.2 18892.3 4417.2 4.277 0.0151 509.100Km - 509.125Km 31.03.2004 0.0 0.0 18912.4 4421.8 18912.4 4421.8 4.277 0.0151 509.125Km - 509.150Km ………………………………………………………………………………………………………………. 31.03.2004 0.0 0.0 13937.1 4398.0 13937.1 4398.0 3.169 0.0151 509.900Km - 509.925Km 31.03.2004 0.0 0.0 13785.2 4394.8 13785.2 4394.8 3.137 0.0151 509.925Km - 509.950Km 31.03.2004 0.0 0.0 13698.0 4392.2 13698.0 4392.2 3.119 0.0151 509.950Km - 509.975Km #------ Automatisierte Berechnung von : Begrenzungspolygone, Massen (Prismenmethode), Flächen, Mittlere Sohlhöhen (Unsicherheit), Stationierung der Polygone, Ausgabe in Datei, Darstellung in der Karte Automatisierte Berechnung von : Begrenzungspolygone, Massen (Prismenmethode), Flächen, Mittlere Sohlhöhen (Unsicherheit), Stationierung der Polygone, Ausgabe in Datei, Darstellung in der Karte SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe. Rheingau, Geschiebefang Weisenau, 1m DGM 2004

Unsicherheit mittlerer Sohlhöhen Rhein KM 509,0 – KM 510,0 Mittlere Tiefe aus Flächen: Fahrrinnenbreite * längs 25 m Verlässliche Interpretation durch Qualitätsangaben SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe. Unsicherheit der mittleren Höhe: Entspricht unerkannten systematischen Fehler Summe der zufälligen Abweichungen ist NULL

lokale Trendberechnung Rhein KM 509,0 – KM 510,0 Trend 1993 – 2004 = 14,3 mm / a Umax = 5,0 mm / a σ = 0,4 mm / a SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe. Umax = Summe Unsicherheiten der DGM‘s / Zeitraum σ = Standardabweichung der Trendwerte

Längsprofil mit Sohlhöhen + Trend Rhein KM 508,0 – KM 530,0 Mittlere Tiefe aus Flächen: Fahrrinnenbreite + beidseits 10 m * längs 20 m SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe. Umax = ca. 5,0 mm / a

Die Qualität von mittleren Sohlhöhen und Trendangaben ist Fazit zur Sohlhöhen- und Trendberechnung aus Volumenbilanzen nach der Prismenmethode Die Qualität von mittleren Sohlhöhen und Trendangaben ist Zuverlässig quantifizierbar und minimal, wenn Systematische Messfehler vermieden werden, Ein qualitätsgesichertes DGM aus Flächenpeilungen vorliegt, Die Prismenmethode zur Massenberechnung benutzt wird SQG wurde wegen ganz konkreten Anlässen ins Leben gerufen: Qualitätsprobleme bei der Abgabe der daten an die Schiffahrt sollten vermieden werden Außerdem entstanden Akpazitäts- und Qualitätsprobleme bei der Einführung der Fächerlote Im Jahr 2001 erfolgte dann der Projektauftrag durch die PG FFP mit Abgabe 12/2002 Die AG SQG hat auftragsgemäß folgende Punkte abgearbeitet: ….. Das Ergebnis wurde nun mit Erlass eingeführt Auf die Frage „Was ist zu veranlassen“ möchte ich erst eingehen, nachdem ich Aspekte des projekts aQua im Küstenberecih erläutert habe. Lösung: Mindeststandards für die Gewässervermessung wie auch im Binnenbereich anwenden

Qualitätsgesicherte großräumige Analysen 1. Gesamtgebiet unterteilen morphologische und auswertetechnische Kriterien Km 638,1 – 652,0 Km 652,0 – 671,0 Km 671,0 – 697,0 Km 697,0 – ca. 731,0 Mein Thema heute lauetet: Standardisierung der gewässervermesung Ich habe meine Vortrag in 3 teile gegliedert, Zunächst stelle ich die Ziele und den stand SQG vor, Dann ergänze ich besondere Aspekte und den stand im Küstenbereich Zuletzt werde ich einen Vorschlag füe die einführung im Binnenbereich darlegen Vergleich der Jahre 1998 und 2002

Qualitätsgesicherte großräumige Analysen Elbe Km 638,1 – 652,0 2. DGM berechnen nach Auflösung festlegen (hier 10 m) Daten zusammenstellen (Synopse) Daten sichten und prüfen Teilmodelle berechnen (ggf. verdichten) Gesamtmodell zusammenfügen und prüfen Dokumentation, Unsicherheiten angeben aQua hat eine Bedeutung, nämlich……. Ich möchte nicht alle Ziele nennen, dass ist auch nicht erforderlich, sondern mich auf zwei wesentliche beschränken. Ein Anlass und die Zielsetzung war im Küstenbereich auch die Abgabe von qualitätsgesicherten datenb Besonders hervorzuheben war die zeilsetzung, dass die komplexere Messtechnik ohne Personalvermehrung beherrscht werden sollte. Die ziele sind wesentlichen identisch mit den Zielen des Binnenbereichs. Der Anstoß für das Projekt erfolgte durch die Basis, die Peilbüroleiter. Das hatte den positiven Effekt, dass bisher keinerlei Wiederstände aufgetreten sind.

Qualitätsgesicherte großräumige Analysen Interpretationhilfe: 3D-Ansichten aQua hat eine Bedeutung, nämlich……. Ich möchte nicht alle Ziele nennen, dass ist auch nicht erforderlich, sondern mich auf zwei wesentliche beschränken. Ein Anlass und die Zielsetzung war im Küstenbereich auch die Abgabe von qualitätsgesicherten datenb Besonders hervorzuheben war die zeilsetzung, dass die komplexere Messtechnik ohne Personalvermehrung beherrscht werden sollte. Die ziele sind wesentlichen identisch mit den Zielen des Binnenbereichs. Der Anstoß für das Projekt erfolgte durch die Basis, die Peilbüroleiter. Das hatte den positiven Effekt, dass bisher keinerlei Wiederstände aufgetreten sind. DGM 2002 Elbe mit Lühesand

Qualitätsgesicherte großräumige Analysen 3. Differenz-DGM berechnen: Unsicherheiten berechnen aQua hat eine Bedeutung, nämlich……. Ich möchte nicht alle Ziele nennen, dass ist auch nicht erforderlich, sondern mich auf zwei wesentliche beschränken. Ein Anlass und die Zielsetzung war im Küstenbereich auch die Abgabe von qualitätsgesicherten datenb Besonders hervorzuheben war die zeilsetzung, dass die komplexere Messtechnik ohne Personalvermehrung beherrscht werden sollte. Die ziele sind wesentlichen identisch mit den Zielen des Binnenbereichs. Der Anstoß für das Projekt erfolgte durch die Basis, die Peilbüroleiter. Das hatte den positiven Effekt, dass bisher keinerlei Wiederstände aufgetreten sind.

Qualitätsgesicherte großräumige Analysen aQua hat eine Bedeutung, nämlich……. Ich möchte nicht alle Ziele nennen, dass ist auch nicht erforderlich, sondern mich auf zwei wesentliche beschränken. Ein Anlass und die Zielsetzung war im Küstenbereich auch die Abgabe von qualitätsgesicherten datenb Besonders hervorzuheben war die zeilsetzung, dass die komplexere Messtechnik ohne Personalvermehrung beherrscht werden sollte. Die ziele sind wesentlichen identisch mit den Zielen des Binnenbereichs. Der Anstoß für das Projekt erfolgte durch die Basis, die Peilbüroleiter. Das hatte den positiven Effekt, dass bisher keinerlei Wiederstände aufgetreten sind.

Qualitätsgesicherte großräumige Analysen aQua hat eine Bedeutung, nämlich……. Ich möchte nicht alle Ziele nennen, dass ist auch nicht erforderlich, sondern mich auf zwei wesentliche beschränken. Ein Anlass und die Zielsetzung war im Küstenbereich auch die Abgabe von qualitätsgesicherten datenb Besonders hervorzuheben war die zeilsetzung, dass die komplexere Messtechnik ohne Personalvermehrung beherrscht werden sollte. Die ziele sind wesentlichen identisch mit den Zielen des Binnenbereichs. Der Anstoß für das Projekt erfolgte durch die Basis, die Peilbüroleiter. Das hatte den positiven Effekt, dass bisher keinerlei Wiederstände aufgetreten sind.

Qualitätsgesicherte großräumige Analysen 4. Bereiche für Massen- und Trendberechnung definieren bauliche Veränderungen berücksichtigen ( z.B. Deiche ) aQua hat eine Bedeutung, nämlich……. Ich möchte nicht alle Ziele nennen, dass ist auch nicht erforderlich, sondern mich auf zwei wesentliche beschränken. Ein Anlass und die Zielsetzung war im Küstenbereich auch die Abgabe von qualitätsgesicherten datenb Besonders hervorzuheben war die zeilsetzung, dass die komplexere Messtechnik ohne Personalvermehrung beherrscht werden sollte. Die ziele sind wesentlichen identisch mit den Zielen des Binnenbereichs. Der Anstoß für das Projekt erfolgte durch die Basis, die Peilbüroleiter. Das hatte den positiven Effekt, dass bisher keinerlei Wiederstände aufgetreten sind.

Qualitätsgesicherte großräumige Massenbilanzen 5.Massen berechnen Getrennt nach Gebieten Plausibilitätskontrolle Bereich: KM 638,1 – 652,0 Auftrag [m3] Abtrag [m3] Summe [m3] Fläche Modell [m2] Mittlere Höhenänderung[m] Fahrrinne 2424185,0 247486,7 -2176698,3 4257301,87 -0,511 Nördlicher Landbereich 1613853,8 573841,8 -1040012,0 6659405,06 -0,156 Südlicher Landbereich 251165,5 288996,7 37831,2 1556531,81 0,024 Hanskalbsand 256721,3 38953,1 -216768,2 3369145,57 -0,065 Insel 2 13670,9 6458,9 -7212,0 49022,05 -0,147 Lühesand 80419,7 21758,5 -58661,2 1206940,52 -0,049 Gesamt 9794955,1 3927019,3 -5822103,7 30118408,29 -0,195 nasser Bereich ohne Fahrrinne -2360583,2 13020061,41 -0,181 aQua hat eine Bedeutung, nämlich……. Ich möchte nicht alle Ziele nennen, dass ist auch nicht erforderlich, sondern mich auf zwei wesentliche beschränken. Ein Anlass und die Zielsetzung war im Küstenbereich auch die Abgabe von qualitätsgesicherten datenb Besonders hervorzuheben war die zeilsetzung, dass die komplexere Messtechnik ohne Personalvermehrung beherrscht werden sollte. Die ziele sind wesentlichen identisch mit den Zielen des Binnenbereichs. Der Anstoß für das Projekt erfolgte durch die Basis, die Peilbüroleiter. Das hatte den positiven Effekt, dass bisher keinerlei Wiederstände aufgetreten sind. Umax = ca. 20 cm

Bilanzierung am Beispiel Elbe 1998 - 2002 Bereich Massenveränderungen[m3] Nasser Bereich ohne Fahrrinne Maximale Unsicherheit [m3] [%] Ø Höhen-änderung[m] Mittlere Höhen-änderung[m] : Fahrrinne Km 638,1-652,0 -2.360.583,2 2.604.012 110% -0,181 -0,511 Km 652,0-671,0 1.722.538,1 7.257.916 421% 0,047 -0,240 Km 671,0-697,0 4.482.789,6 10.109.258 225% 0,089 0,111 Km 697,0-ca. 731,0 21.466.953,8 71.714.248 334% 0,060 -0,586 Gesamtbilanz 25.311.689,3 91.685.434 362% alle produzieren einheitlich, d.h. nach gleichen Standards Ämter ohne eigene Gewässervermessung vertreten aqua ebenfalls nach außen und profitieren als interne kunden von aqua für die kunden bedeutetet aqua , dass unabhängig davon in welchem amt das produkt bestellt wurde, einheitliche qualitätsstandards gelten. Umax = ca. 20 cm Signifikante Aussagen nur mit verbesserter Ortung, flächenhafter Gewässervermessung, Gebietsunterteilung Unsicherheit der Bilanz lässt nur qualitative Aussagen zu

Wo hat sich das Gewässer wie verändert? UØ = ca. 15 cm  “Grauzone” ± 15 cm Woher kommt QM? NASA hat`s erfunden

Zusammenfassung Bessere Gewässervermessung durch : Verbessern der Messgenauigkeit und Informationsdichte Möglichkeiten der Auswertung ausschöpfen Qualitätssicherung durch definierte Produkte und Anforderungsmanagement Mess- und Auswertestrategien optimieren: Von lokaler linienhafter Vermessung zum Systemverständnis durch flächenhafte Synopse GIS- und Datenbank-Technologien zur Optimierung der Wissensverfügbarkeit Verfahren zur wissensbasierten Festlegung der Häufigkeit der Gewässervermessung Zuletzt Optimierung der Baggerstrategie Woher kommt QM? NASA hat`s erfunden

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Herr Dipl.Ing.VOR Wirth Abteilung M, Referat Geodäsie, Aufgabenbereich Gewässervermessung Bundesanstalt für Gewässerkunde Am Mainzer Tor 1 56068 Koblenz Tel.: 0261/1306-5232, Fax: 0261/1306-5232 E-Mail: wirth@bafg.de www.bafg.de