„terrabyte“ geht in die nächste Runde: Erderkundungsdaten sicher und autonom analysieren

Neue Technik zur Erforschung von Umweltfragen

In einem ersten Schritt wird 2027 der Datenspeicher erweitert. Zurzeit bietet dieser rund 50 Petabyte Volumen und ist kontinuierlich bis zu 95 Prozent ausgelastet. Auch die Rechenleistung soll in einem zweiten Schritt von aktuell rund fünf Billiarden Gleitkommarechnungen pro Sekunde oder fünf PetaFLOPS weiter erhöht werden. Der auf die Erdbeobachtung spezialisierte Supercomputer umfasst zurzeit 636 Central Processing Units (CPU) und 188 Graphics Processing Units (GPU).

terrabyte stellt neben dem hohen Prozessierungsvermögen mehr als 43 Petabyte an Erdbeobachtungs- und Geodaten für den unmittelbaren Zugriff bereit und bietet darüber hinaus nützliche Open Source-Software und -Tools für deren Analyse, Berechnung und Modellierung.

„Als autonome und sichere Plattform ist terrabyte inzwischen unverzichtbar. Wie viel Potenzial in der Big-Data-Auswertung von Erdbeobachtungsdaten liegt, beweisen globale Analysen wie der World Settlement Footprint des DLR. Für solche umfassenden Analysen bringen wir unsere Entwicklungen, Technologien sowie eigene Sensordaten aus der Raumfahrtforschung ein“, sagte Dr. Anke Pagels-Kerp, DLR-Bereichsvorständin Raumfahrt. „Die Ergebnisse schärfen den Blick auf unsere Erde und die Veränderung unserer Umwelt – immer im engen Wissensaustausch mit unseren Partnern und öffentlichen Stakeholdern.“

„Mit terrabyte bieten wir Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern alle Vorteile von innovativen Cloud Services – praktische Werkzeuge und KI-Tools zur Auswertung von Erdbeobachtungsdaten und für ein effizientes Datenmanagement, außerdem Schnittstellen zu unseren Supercomputern. Dieses Angebot ist das Ergebnis einer vertrauensvollen, inspirierenden und hervorragenden Kooperation zwischen DLR und LRZ, die wir jetzt weiterführen“, sagte Prof. Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ.

terrabyte hat sich seit dem Beginn der Kooperation 2019 zu einer echten Erfolgsgeschichte entwickelt. Vor allem Forschende des DLR sowie von bayerischen Universitäten setzen auf die Hochleistungsplattform, die direkt an das DLR-Archiv in Oberpfaffenhofen angebunden ist. So lassen sich mit zehn Gigabit pro Sekunde zusätzliche, dort gespeicherte Satellitendaten abrufen und auf den Supercomputern des LRZ verarbeiten. 15 Langzeit-Projekte profitieren derzeit von terrabyte. Der bislang umfangreichste Anwendungsfall: das DLR-Projekt Normalise Radar Backscatting (NRB). Es hat zum Ziel die Daten von Radar-Satelliten in „Analysis Ready Data“ umzuwandeln, so dass für die Nutzerinnen und Nutzer aufwändige Arbeitsschritte entfallen. Das DLR hat hierzu neue Methoden entwickelt und mit terrabyte jüngst einen Datensatz von rund acht Petabyte erzeugt – das entspricht in etwa einer Datenmenge von rund zwei Millionen hochaufgelöster Filme.

Für das Projekt „ROOT – Erdbeobachtung der Walddynamik und Biodiversität in Echtzeit“, gefördert vom Bayerische Forschungsinstitut für Digitale Transformation (bidt) sowie der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (BAdW), erarbeitete ein interdisziplinäres Team an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg Methoden zur Analyse von Störungen und Schäden in Wäldern. Die Ökologinnen, Biologen, Informatikerinnen und Spezialisten für Erderkundung entwickelten daraus die ROOT-Software und -App, in die heute in Echtzeit Satelliten- und andere Umweltdaten einfließen und mit der Unternehmen oder Behörden den Forst überwachen. So lässt sich der Befall von Bäumen mit Schädlingen eindämmen, außerdem Schadholz besser verwerten.

Beitrag zur digitalen Souveränität der Wissenschaft

Mit ihrer Rechenkraft, den spezialisierten Werkzeugen für die Datenanalyse sowie dem hohen und flexiblen Speichervolumen und ihren schnellen Datenverbindungen bietet terrabyte eine Alternative zu den weltweit größten Anbietern von Cloud-Infrastrukturen – und macht damit Schule: Denn auf der Plattform können Forschende eigene Werkzeuge für die Datenanalyse entwickeln und nutzen, außerdem Berechnungsergebnisse sicher und komfortabel auf eigene Speichermedien kopieren. Angesichts der aktuellen geopolitischen Abgrenzungstendenzen fördert die Plattform zudem die digitale Souveränität in Wissenschaft und Forschung. Nicht umsonst berät das terrabyte-Team heute Institutionen und Projekte wie das Umweltbundesamt oder den Verein Nationale Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) beim Aufbau vergleichbarer Hochleistungsplattformen für die Analyse von unterschiedlichsten Umweltdaten.

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