Überwachung der Bodenerosion bei der Rekultivierung von Steinbrüchen mit Drohnen

Der Bergbau ist eine wesentliche Tätigkeit, die die Bereitstellung von Rohstoffen unterstützt. Der Abbauprozess hat jedoch tiefgreifende Umweltauswirkungen. Aus diesem Grund sind Rekultivierungsmaßnahmen zwingend erforderlich, und die Überwachung ist ein wichtiger Schritt zur Gewährleistung der Renaturierung betroffener Gebiete. Erosionsprozesse sind eines der Hauptprobleme, die rekultivierte Flächen in Abbauaktivitäten betreffen, aufgrund der häufig steilen Hänge und der Schwierigkeiten bei der Wiederaufforstung der Technoböden, die aus Bergbauabfällen hergestellt werden. Diese Forschung zielt darauf ab, ein Verfahren zur Bestimmung von Bodenverlusten durch Wassererosion in rekultivierten Bergbaugebieten zu entwickeln, wobei Geographische Informationssysteme (GIS) und Fernerkundungswerkzeuge (RS) verwendet werden. Für die Studie werden Bilder verwendet, die mit unbemannten Luftfahrtsystemen (UAS) in einem Tagebau während des Rekultivierungsprozesses aufgenommen wurden, aus denen das Digitale Höhenmodell (DEM) des aktuellen Zustands der Hänge abgeleitet wird (0,10 m räumliche Auflösung). Mit GIS-Techniken werden die Ränder der Rinnen und Gräben erkannt, wobei eine Schätzung eines ersten DEM vor dem erosiven Prozess und eines zweiten DEM nach dem erosiven Prozess erstellt werden kann. Jedes dieser DEMs wird einzeln bewertet, um die Höhenunterschiede zu bestimmen und den volumetrischen Verlust zu schätzen. Gleichzeitig werden die Ergebnisse mit dem DEM validiert, das aus den Luftbildern der offiziellen Kartierungsagenturen abgeleitet wurde (1,00 m räumliche Auflösung), die trotz der Unterschiede in der räumlichen Auflösung konsistente Daten zur volumetrischen Quantifizierung der Erosion liefern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die hohe räumliche Auflösung von Drohnenbildern eine detaillierte Überwachung erosiver Prozesse erleichtert, indem Daten von weitläufigen und unzugänglichen Hängen bereitgestellt werden, die mit traditionellen Feldtechniken normalerweise nicht messbar sind, und insgesamt den Überwachungsprozess der Bergwerksrekultivierung verbessert.