KATABASIS

Unterwasserhöhlen vermessen

Unterwasserhöhlen sind verborgene und schwer zugängliche Räume. Ihr Verlauf ist meist unbekannt und kann nur durch spezialisierte Tauchgänge dokumentiert werden. In Deutschland geschieht diese Arbeit überwiegend ehrenamtlich durch organisierte Höhlentaucher:innen, die Höhlensysteme erforschen, kartieren und für wissenschaftliche Zwecke zugänglich machen.

Dokumentation unter Extrembedingungen

Die Vermessung von Unterwasserhöhlen ist ein zeitintensiver Prozess. Taucher:innen erfassen Messwerte wie Tiefe, Distanz und Richtung bisher meist manuell mit Bleistift auf wasserfesten Tafeln (Wetnotes). Begrenzte Sicht, Kälte und der Vorrat an Atemgas bestimmen dabei das Zeitfenster für die Präzision der Datenaufnahme

Fehleranfälligkeit im aktuellen Prozess

Die manuelle Erfassung ist fehleranfällig: Handschriftliche Notizen sind unter Stress oft schwer lesbar, und Raummaße werden häufig nur geschätzt. Da die Daten nach dem Tauchgang händisch in Computerprogramme übertragen werden müssen, entstehen Verzögerungen und Übertragungsfehler. Zudem fehlt es an Funktionen für eine effiziente, teamübergreifende Zusammenarbeit.

Nutzerzentrierte Entwicklung

Interviews mit Höhlentaucher:innen halfen dabei, den Prozess von der Planung bis zur Archivierung zu analysieren. Kritische Momente im Workflow führten zur Entwicklung gezielter Funktionen wie dem Marker-Modus.

Ergonomie und Feedback

Bei der Gestaltung lag der Fokus auf einer einfachen und einhändigen Bedienung. Das Gerät ist so geformt, dass es auch mit dicken Handschuhen sicher gehalten und gesteuert werden kann. Schalter und Druckpunkte geben deutlich spürbares, haptisches Feedback, da die Feinmotorik durch Kälte und Ausrüstung eingeschränkt ist.

Optimierung der Messdatenaufnahme

Unser System optimiert den Prozess von der Erfassung unter Wasser bis zur digitalen Darstellung an der Oberfläche. Es entlastet Taucher:innen kognitiv und steigert die Genauigkeit der Daten. Die Lösung besteht aus dem Messgerät Katabasis und der Web-Applikation Anabasis.

Datenerfassung am Ariadnefaden

Katabasis wird direkt am Führungsseil geführt, das als Referenzachse dient. Das Gerät lässt sich durch Auseinanderziehen einfach auf die Leine setzen und fixieren. Messungen erfolgen kontinuierlich in Bewegung, ohne den Tauchfluss zu unterbrechen.

Sensorik und haptische Interaktion

Ein Rotary Encoder misst die Distanz am Seil, ein Drucksensor die Tiefe und ein 9-Achsen-Sensor die Orientierung. Ein Sonar-Modul erfasst die Gangbreiten. Über ein um 45° abgewinkeltes Drehrad lassen sich gemessene Längen manuell korrigieren oder ergänzen. Die Bedienung ist für dicke Handschuhe optimiert. Eine mechanische Klappe aktiviert den Marker-Modus: Das Öffnen schaltet die Kamera frei, um Fotos als Gedächtnisstütze für die spätere Auswertung aufzunehmen.

Von Messdaten zur Visualisierung

Anabasis ist eine digitale Plattform, auf der die vom Messgerät erfassten CSV-Daten weiterverarbeitet werden. Aus einzelnen Messwerten wie Distanz, Tiefe und Richtung entsteht eine räumliche, dreidimensionale Darstellung der Unterwasserhöhle. Die Software übersetzt die Messdaten in ein verständliches Höhlenmodell. Messzüge werden im Raum sichtbar, Verläufe lassen sich nachvollziehen und einzelne Punkte können mit zusätzlichen Markern ergänzt bzw. definiert werden. Beispielsweise mit Fotos, Funden, Kreuzungen usw. So entsteht aus reinen Messdaten eine strukturierte und lesbare Dokumentation des Höhlensystems.

Features

Unterwasserhöhlen entstehen häufig erst nach mehreren Tauchgängen. Damit die einzelnen Abschnitte korrekt zusammengeführt werden können, lassen sich in Anabasis Messpunkte gezielt miteinander verbinden. Dieses sogenannte „Snapping” verknüpft Messpunkte, die im realen Raum dieselbe Stelle darstellen, und formt daraus ein zusammenhängendes Höhlenmodell. Da genaue Daten von Höhlen sensibel sind, verfügt die Plattform außerdem über eine differenzierte Rollen- und Rechteverwaltung. So kann festgelegt werden, wer Daten einsehen, bearbeiten oder weitergeben darf. So wird eine Zusammenarbeit ermöglicht, ohne sicherheitsrelevante Informationen öffentlich zugänglich zu machen.

Effizienz in der Forschung

Das System digitalisiert die Arbeitsprozesse von Höhlentaucher:innen und -forscher:innen und schafft so eine konsistente Datenbasis für die Höhlenforschung. Durch die Automatisierung kann die Zeit unter Wasser effizienter genutzt werden und die Dokumentationsqualität steigt. Es bildet die Grundlage für zukünftige Projekte und erhöht die Sicherheit bei der Exploration.