Simulations-Software
Virtuelles Hochwasser im PC

Mit Sorge erwarten Flussanlieger das Frühjahrs-Hochwasser – vor allem im Februar und März sorgen Überschwemmungen regelmäßig für Millionenschäden. Doch solchen Katastrophen kann vorgebeugt werden, wie eine neue Simulationssoftware des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM in Kaiserslautern beweist.

HB BERLIN. „Das Ziel unserer Computersimulation ist, Kommunen und Betreibern von Entwässerungsanlagen ein Werkzeug zum gezielten Hochwasserschutz in Städten an die Hand zu geben, um Entwässerungssysteme ausreichend zu dimensionieren“, sagt Entwickler Norman Ettrich, der am ITWM den Bereich Hochwasser und Risikomanagement leitet.

Bereits heute greifen kommunale Planer beim Hochwasserschutz auf dreidimensionale Landschaftskarten und Geoinformationssysteme zurück. Die Fraunhofer-Software erreicht aber eine ungewöhnlich hohe Detailtreue in der Darstellung und schafft automatisch aus sehr vielen Daten ein fein gerastertes Höhenmodell. „Das System ist so genau, dass selbst abgesenkte Bordsteine, Mauern, erhöhte Kanaldeckel und andere den Wasserlauf beeinflussende Faktoren wie Hausdächer, Verkehrsinseln, Schächte erfasst werden“, erklärt Norman Ettrich. Außerdem werde das unterirdische Kanalnetz originalgetreu dargestellt. „Auf diese Weise lässt sich der komplette Weg des Wassers simulieren“, so Ettrich. Damit eigne sich die Software besonders für den Einsatz in Städten.

Bei den bisherigen Systemen ließ sich die Fließrichtung des Wassers nur ungenau vorherbestimmen, da die Datengrundlage für ein detailliertes Höhenmodell fehlte. Üblicherweise wurden Vermesser losgeschickt, um alle notwendigen Punkte in der Stadtlandschaft zu erfassen. Dieses Vorgehen erlaubte aber nur stichprobenartige Messungen, worunter die Genauigkeit litt.

Dank Laserscandaten, die auf Hubschrauberflügen erfasst werden, ist jetzt eine wesentlich genauere Basis geschaffen worden. Um die komplexen Informationen schnell und präzise in ein Modell umzuwandeln, haben die Fraunhofer-Forscher neue Algorithmen entwickelt. „Diese glätten Mess-Unsauberheiten, woraufhin ein Modellgenerator daraus bis zu einer Genauigkeit von fünf Zentimetern Oberflächen am Computer nachbaut, mit denen Hochwasserszenarien durchgespielt werden können", sagt Mathematiker Ettrich.

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