Fünfzehn Jahre Katastrophenhilfe aus dem All - weltweite Muster und Trends
Das Betrachten und Verwenden von Satellitenbildern gehört heute zum Alltag. Noch vor fünfzehn Jahren arbeiteten nur wenige Fachleute mit den kostbaren Weltraumdaten. Eine besondere Spezialisierung hat sich dabei seither sehr rasant entwickelt - die Nutzung von Satellitendaten für das Katastrophenmanagement. Ein internationales Expertenteam unter Federführung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat nun die historische Entwicklung der satellitengestützten Notfallkartierung analysiert. In der aktuellen Sonderausgabe des Fachjournals "Science" präsentieren die Forscher globale Muster sowie bisherige und kommende Trends.
Für ihre Analyse haben Wissenschaftler haben mehr als tausend Einsätze zwischen 2000 und 2014 zu Katastrophen weltweit geprüft - dadurch ist eine interessante Datengrundlage entstanden: "Diese Datenbank, quasi ein globales Kataster der Notfallkartierung, erlaubt uns Muster und Trends in der Community zu analysieren. So können wir uns in Krisenfällen noch besser abstimmen und noch bessere Unterstützung leisten. Es wäre sehr gut, dieses Kataster auch in Zukunft weiterzuführen, um Trends auch künftig im Blick zu haben", so Hauptautor Dr. Stefan Voigt vom DLR-Erdbeobachtungszentrum (Earth Observation Center) - EOC in Oberpfaffenhofen.
Steigende Nachfrage, stärkere Leistung
Behörden, Forschungseinrichtungen, humanitäre Hilfsorganisationen, Katastrophenhelfer und zunehmend auch Medienportale - die Nutzer und Dienstleister weltweit sind fast unüberschaubar geworden. Zum Vergleich: Im Jahr 2000 wurde weltweit insgesamt siebenmal Unterstützung durch satellitengestützte Notfallkartierung angefordert, 2014 kam es zu insgesamt 123 "Aktivierungen". Das Team rund um Fernerkundungsexperte Voigt ging in seiner Studie unter anderem folgenden Fragen nach: Wie rasch sind im Krisenfall Satellitenbildkarten verfügbar? Werden die Satellitenauswertungen auch dort gemacht, wo sie am dringendsten benötigt werden? Erfüllt die weltweite satellitengestützte Notfallkartierung ihren Zweck?
Die Reaktionszeit im Krisenfall, von der Anfrage bis zur Auslieferung des ersten Kartenprodukts beträgt inzwischen durchschnittlich zweieinhalb Tage. Die größte Herausforderung ist dabei nach wie vor die Datenakquisition. In der Regel werden etwa zwei Tage benötigt, einen geeigneten Satelliten verfügbar zu machen, auf das Zielgebiet umzuprogrammieren und die Daten den Auswertern zugänglich zu machen. In günstigen Fällen sind die Satellitendaten auch schneller verfügbar, so dass mitunter schon 24 Stunden nach Anfrage die ersten Analysekarten für die Nutzer verfügbar sind.
Bei der räumlichen Analyse fällt auf – je stärker ein Gebiet bevölkert ist, desto häufiger werden dort Notfallkartierungen gemacht. Dies deutet darauf hin, dass die Ressourcen tatsächlich in die Gebiete mit dem größten Bedarf gehen. Deutlich wird das im Fall von Asien: Asien besitzt eine hohe Bevölkerungsdichte, es kommt dort öfter zu Naturkatastrophen als in anderen Regionen und weltweit finden dort die meisten Einsätze von Satelliten für das Katastrophenmanagement statt.
Ganze Konstellationen von Erdbeobachtungssatelliten werden inzwischen für diesen Zweck ins All gebracht. So bietet auch das sich weiter im Ausbau befindliche europäische Erdbeobachtungsprogramm "Copernicus" mit seinen Sentinel-Satelliten einen Dienst für Unterstützung des Katastrophenmanagements an. Aufgrund der steigenden Nachfrage und Qualität der Notfallkartierungen werden weltweit immer mehr Dienste eingerichtet. In verschiedenen Forschungsprojekten werden außerdem laufend die Analyseverfahren verbessert. Insgesamt werden dadurch künftig weitere Anwendungen möglich sein, etwa das Monitoring von Dürre und anderen sich schleichend entwickelnden Katastrophen. Aus der Science-Studie geht jedoch auch hervor, dass es aufgrund der rapiden Entwicklung der letzten Jahre notwendig ist, die unterschiedlichen Arbeitsprozesse und Kartierungsverfahren international stärker aufeinander abzustimmen.
Internationale Standards und Kooperationen
Um im Krisenfall die einzelnen Datenprodukte schneller nutzen und zusammenführen zu können, gründete das DLR mit einer Gruppe von weltweiten Experten in der satellitengestützten Krisenkartierung bereits 2011 eine internationale Arbeitsgruppe (International Working Group on Satellite Based Emergency Mapping, IWG-SEM). Hier erarbeiten die Fachexperten gemeinsam Standards zur Erstellung von satellitengestützten Notfallkartierungen und stärken so die internationale Kooperation auf dem Gebiet. Die aktuelle Studie unterstreicht die Bedeutung der Ziele der internationalen Arbeitsgruppe.
So setzen die Fernerkundungsexperten des DLR die Pionierarbeit fort, die sie bereits seit vielen Jahren leisten. Im Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformationdas 2004 in Oberpfaffenhofen in Betrieb genommen wurde, geht die Forschung nahtlos in die operationelle Nutzung der wissenschaftlichen Ergebnisse über. Umgekehrt kann im ZKI der Forschungsbedarf konkretisiert werden – nicht zuletzt durch seine Tätigkeit im Rahmen der "International Charter 'Space and Major Disasters'", die das DLR seit vielen Jahren unterstützt. Die Charta bildet einen weltweiten Verbund von Weltraumorganisationen, der im Katastrophenfall schnellstmöglich und unbürokratisch Satellitendaten für das Notfallmanagement bereitstellt.
Die Überblicksstudie "Studie: "Global trends in satellite-based emergency mapping" (engl.)" ist – wie bei einer Akivierung im Krisenfall – das Ergebnis enger internationaler Zusammenarbeit. Die insgesamt 17 Autoren gehören zur weltweiten Fachwelt und sind in führenden Einrichtungen aktiv: Erdbeobachtungszentrum des DLR, Information Technology for Humanitarian Assistance, Cooperation and Action (Italien), Human Rights Watch (Schweiz), European Commission - Joint Research Centre (Italien), U.S. Geological Survey (USA), Gulich Institute ‐ Córdoba National University/CONAE (Argentinien), Japan Aerospace Exploration Agency(Japan), Asian Institute of Technology (Thailand), UN Office for Outer Space Affairs(Österreich), National Disaster Reduction Center of China (China), Geneva International Centre for Humanitarian Demining (Schweiz), National Space Research and Development Agency (Nigeria), CNES (Centre National d'Etudes Spatiales) (Frankreich), Regional Centre for Mapping of Resources for Development (Kenia), European Space Agency (Belgien), Université Catholique de Louvain (Belgien).