Forschungsteam vermisst Zugspitze-Premium: Hochpräzise 3D-Tunnelkarten!

Zugspitze, Deutschland - Ein Forschungsteam der Universität Würzburg hat kürzlich den Permafrost-Tunnel an der Zugspitze vermessen. Diese ehrgeizige Studie nutzt eine neue Technologie, die hochpräzise 3D-Aufnahmen in schwer zugänglichen Umgebungen ermöglicht. Der 1926 gebohrte Tunnel sollte ursprünglich den Zugang für Skifahrer erleichtern und endet im Keller des Schneefernerhauses, das als Umweltforschungsstation dient. Seit Januar 2024 wird das Schneefernerhaus von der Julius-Maximilians-Universität Würzburg für Forschungszwecke genutzt.

Das Team, unter der Leitung von Professor Andreas Nüchter, einem Experten für Robotik, testete ein sogenanntes sphärisches Mobile Mapping System zur 3D-Kartierung. Diese innovative Technik ist entscheidend für verschiedene Bereiche, darunter autonomes Fahren, Bauwerksinspektionen und Raumfahrt. Traditionelle Methoden wie rucksackmontierte LiDAR-Scanner und Drohnen stoßen in schwierigen Gebieten oft an ihre Grenzen.

Neue Herausforderungen in der 3D-Kartierung

Das sphärische Mobile Mapping System zeichnet sich durch seine Widerstandsfähigkeit aus und ermöglicht eine umfassende Erfassung der Umgebung. Frühere Tests hatten bereits gezeigt, dass diese Technologie besonders für strukturierte Innenräume geeignet ist. Das aktuelle Experiment testete die Technologie in einem alpinen Szenario, wobei die resultierenden Daten mit denen von rucksackmontierten LiDAR-Scannern verglichen wurden. Dabei traten Herausforderungen auf, da die schnelle Rotation der Systeme zu Verzerrungen führen kann.

Das Forschungsteam konzentriert sich auf die 3D-Kartierung und die Schätzung von Daten mithilfe von Beschleunigungssensoren. Die Ergebnisse dieser Vermessungsaktion haben eine 3D-Punktwolke des Tunnels hervorgebracht, die auch für Erkundungen gefährlicher Umgebungen auf der Erde und im Weltall von Bedeutung ist. Die japanische Raumfahrtagentur JAXA hat bereits sphärische Roboter erfolgreich auf den Mond geschickt, und diese Technologie könnte künftig auch autonome Erkundungen von Bergwerken, Höhlen und Exoplaneten ermöglichen.

Pionierarbeit im Bereich Permafrostforschung

Parallel zu den Bemühungen an der Zugspitze hat ein Team der Ohio State University eine virtuelle Tour des CRREL Permafrost-Tunnels in Fairbanks, Alaska, veröffentlicht. Diese Initiative, die in Zusammenarbeit mit verschiedenen Forschungszentren durchgeführt wurde, zielt darauf ab, das öffentliche Verständnis für Permafrost zu erhöhen. Die virtuelle Tour ist auf jedem Gerät mit Internetbrowser zugänglich und bietet eine immersives Erlebnis durch ein VR-Headset.

Die Tour ist Teil des von der National Science Foundation finanzierten Permafrost Discovery Gateway, das die Erstellung und Entdeckung großer geospatialer Daten im arktischen Permafrostgebiet ermöglicht. Zusätzlich bietet das NSF-finanzierte Virtual Ice-Projekt eine Sammlung virtueller Touren von Erdlandschaften, zu denen auch der Permafrost-Tunnel gehört.

Um den Kontext der Permafrostforschung weiter zu erweitern, leiten seit 2011 Professor Dr. Michael Krautblatter und Dr. Lutz Schirrmeister den Arbeitskreis Permafrost an der Copernicus. Beide Wissenschaftler haben bemerkenswerte Karrieren in der Polarforschung und setzen sich dafür ein, das Verständnis derjenigen Gemeinschaften zu fördern, die in Permafrostregionen leben. Krautblatter sieht die Notwendigkeit, die Gesellschaft auf die Veränderungen im Permafrostsystem vorzubereiten, insbesondere in den Alpen, während Schirrmeister Fragen zur langfristigen Perspektive und den Alternativen für die betroffenen Bevölkerungen aufwirft.

Die Ergebnisse und Technologien, die sowohl an der Zugspitze als auch in Alaska entwickelt werden, zeigen ein breites Spektrum an möglichen Anwendungen für die zukünftige Forschung und die Entwicklung von Lösungen in einem sich schnell verändernden Klima.