Lineup Oceans SURFREEF-Projekt in Palavas-les-Flots

Eine Simulationsansicht der UpBlock-Module, die zur Stärkung der natürlichen Widerstandsfähigkeit eines Strandes integriert wurden. © Lineup Ocean

Blick auf die Küste von Palavas-les-Flots mit Wellen. © Lineup Ocean

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Die Mittelmeerküste steht vor erheblichen ökologischen und wirtschaftlichen Herausforderungen. Der Golf von Lion, der seit über 15 Jahren hinsichtlich Erosions- und Überschwemmungsrisiken untersucht wird, verdeutlicht diese Problematik. Der verringerte Sedimenteintrag aus den in den Golf mündenden Flüssen – darunter die Rhône – hat die Küstenerosion verstärkt, ein Problem, das durch den Klimawandel noch verschärft wird.

Die zunehmende Häufigkeit und Intensität von Stürmen hat die Stranderosion beschleunigt. Künstliche Bauwerke, die zur Eindämmung dieses Phänomens errichtet wurden, wie beispielsweise seit den 1970er Jahren installierte Buhnen und Wellenbrecher, stoßen oft an ihre Grenzen. Zwar haben diese Bauwerke lokal zur Stabilisierung von Sandbänken beigetragen, doch sie zersetzen sich mit der Zeit und verhindern die natürliche Regeneration der Strände.

Palavas-les-flots durch das Alter in 4 offiziellen Karten © Geoportail

In den 2010er Jahren wurden umfangreiche Strandaufspülungsprojekte mit Baggern durchgeführt. Diese millionenschweren Maßnahmen sollten laut lokalen Akteuren Sand für mehrere Jahre oder sogar Jahrzehnte liefern. Stürme machten diese Prognosen jedoch schnell zunichte und reduzierten die Wirksamkeit auf weniger als fünf Jahre.

Das SURFREEF-Projekt

Das Lineup Ocean-Team hat die Prozesse, die die Mittelmeerküsten beeinflussen, eingehend untersucht. Mit dem SURFREEF-Projekt testen sie eine neue Generation von Unterwasserstrukturen, die die Küstenerosion eindämmen sollen. Inspiriert von den natürlichen Mechanismen der Mangroven, zielt diese ökologisch gestaltete Innovation darauf ab, die Energie zerstörerischer Wellen zu dämpfen und die Regeneration von Sandbänken zu fördern.

Die aus einem biobasierten Material (kohlenstoffarmem Muschelkalkmörtel) im 3D-Druckverfahren hergestellten UpBlock-Module stellen eine vielversprechende französische Entwicklung dar. Sie sind darauf ausgelegt, die natürliche Widerstandsfähigkeit eines Strandes zu stärken und gleichzeitig die lokale Artenvielfalt zu fördern.

Für YellowScan ist die technische Herausforderung des SURFREEF-Projekts gleichermaßen inspirierend und anregend. Das Team unterstützte Lineup Ocean durch den Einsatz seines topo-bathymetrischen LiDAR-Systems Navigator.

Festlegung einer Ausgangsbasis

Die erste Phase des Projekts konzentrierte sich auf die Erstellung einer umfassenden Datengrundlage unter Einbeziehung physikalischer und biologischer Indikatoren. Die Topografie spielte dabei eine zentrale Rolle. Zu diesem Zweck wurde das Navigator-System eingesetzt, um den gesamten Strand einschließlich der Wellenbrecher bei ruhiger See und klarem Wasser zu modellieren.

Der YellowScan Navigator war vor dem Flug auf einer DJI M600 montiert. © YellowScan

Bathymetrisches LiDAR nutzt grüne Laserimpulse. Diese ermöglichen die Messung der Entfernung zwischen Wasseroberfläche und Meeresboden. Von einer fliegenden Plattform aus sendet ein Laserscanner grüne Strahlung aus, die das Wasser durchdringt und am Meeresboden reflektiert wird. Der Laserscanner erfasst die reflektierte Strahlung und berechnet die Laufzeit zwischen Aussendung und Empfang, um die Entfernung sowohl zur Wasseroberfläche als auch zum Meeresboden zu ermitteln. Die maximale Wassertiefe, die mit dem Navigator gemessen werden kann, beträgt zwei Sichttiefen (Secchi-Tiefen).

Eine sorgfältig geplante Mission

Die Mission erforderte die Einhaltung zahlreicher Parameter. Das Navigationssystem benötigte eine Drohne mit einer Nutzlastkapazität von 4 kg. Aufgrund des Gesamtgewichts der Drohne wurde das Flugszenario S1 gewählt. Für die Mission kam eine DJI M600 zum Einsatz, eine Drohne, die sich bereits für bathymetrische LiDAR-Missionen bewährt hat.

Angesichts der städtischen Gegebenheiten und der bestehenden Flugroute wurden die erforderlichen Fluggenehmigungen eingeholt und alle rechtlichen Vorgaben eingehalten. Palavas-les-Flots, ein beliebter Badeort in Flughafennähe, stellte ebenfalls logistische Herausforderungen dar. Um Beeinträchtigungen zu minimieren, wurde die Kartierung bei Sonnenaufgang durchgeführt, unterstützt von der Stadtpolizei zur Absicherung des Gebiets.

Um eine umfassende kartografische Grundlage zu schaffen, war eine hohe Datendichte entscheidend. Geplant war, das 8 Hektar große Versuchsgelände in weniger als 20 Minuten in einer Höhe von 50 Metern und mit einer Geschwindigkeit von 5 m/s abzudecken. In der Praxis wurde das Protokoll mit drei separaten Start- und Landezonen angepasst, um den maximal zulässigen Abstand zwischen Drohne und Pilot einzuhalten.

Während des gesamten Einsatzes sorgten der Drohnenpilot, der LiDAR-Operator und Mitglieder der Teams von Lineup Ocean und YellowScan für einen reibungslosen Ablauf der Flüge. Fußgänger, Sportler und Anwohner wurden über das SURFREEF-Projekt und die laufende Mission informiert.

Datenverarbeitung

Die vom Navigator erzeugten Punktwolken wurden verarbeitet und klassifiziert und anschließend mit Passpunkten (GCP) und, für den terrestrischen Teil, mit photogrammetrischen Daten abgeglichen. Aufgrund der Art des Projekts und des kartierten Gebiets wurde ein halber Tag für die Datenverarbeitung eingeplant.

Die topologisch-bathymetrische LiDAR-Punktwolke wurde mithilfe der Software YellowScan CloudStation automatisch verarbeitet. Die Punktdichte unter Wasser betrug mindestens 20 Punkte/m². Die Software diente der Klassifizierung und Filterung, um den Meeresboden als digitales Geländemodell (DGM) zu exportieren.

Der Vergleich von LiDAR-Daten mit topografischen Vermessungen mittels GNSS-Messlatte (GCP) zeigte eine Genauigkeit im Zentimeterbereich. Diese Präzision ist unerlässlich, um Sandbankbewegungen sowie jegliche Veränderungen oder Verschiebungen zukünftiger UpBlock-Bauwerke oder bestehender Wellenbrecher zu erkennen.

Die verarbeiteten Daten wurden anschließend mithilfe der Software Terrasolid überlagert. Lineup Ocean hatte im April 2025 eine photogrammetrische Modellierung durchgeführt, während die LiDAR-Datenerfassung im Juni 2025 erfolgte. Die beobachteten Unterschiede im Strandprofil wurden auf saisonale Veränderungen, wie beispielsweise Winterstürme, zurückgeführt. Feste Bauwerke und Wellenbrecher dienten als Referenzpunkte und zeigten, dass sich das Strandprofil zwischen April und Juni verändert hatte. Die LiDAR-Datenerfassung ergab einen Höhenabfall von fast 20 cm in einigen Bereichen des freigelegten Strandes – ein Phänomen, das auf die Erstellung eines „Sommerprofils“ durch das Lineup-Ocean-Team zurückgeführt wird.

Schlussfolgerungen und Zukunftsperspektiven

Der Einsatz in Palavas-les-Flots, bei dem eine neue Methodik und eine vor der Entwicklung durchgeführte Basisbewertung kombiniert wurden, bestätigte die Einsatzfähigkeit des Navigators. Dieses Instrument schließt effektiv Lücken in den bathymetrischen Daten und gewährleistet gleichzeitig die Kontinuität der topografischen Daten mit zentimetergenauer Präzision.

Das von den Behörden genehmigte Flugprotokoll dient als Referenz für zukünftige Einsätze. Die nächsten Datenerfassungen erfolgen während der Installation eines Demonstrationssegments der UpBlock-Module und nach dem ersten Sturm, um die Sandbankbewegungen vor Ort zu messen. YellowScan wird als technischer Partner an diesen Einsätzen beteiligt sein.

YellowScan dankt dem Lineup Ocean-Team für sein Vertrauen und seine Offenheit gegenüber neuen Technologien sowie der Gemeinde Palavas-les-Flots und der Generaldirektion für Zivilluftfahrt für ihre Unterstützung.