Quelle: DLR 4. Juni 2024.

4. Juni 2024 – Langanhaltende und starke Regenfälle haben seit dem 30. Mai 2024 in Süddeutschland für stark ansteigende Wasserstände gesorgt. Insbesondere die Grenzregion zwischen Baden-Württemberg und Bayern ist von schweren Überschwemmungen betroffen. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) unterstützt die Einsatz- und Rettungskräfte zeitnah mit aktuellen Lageinformationen, insbesondere aus Luftbildaufnahmen und Satellitendaten. Die Daten bereitet das Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) im Earth Observation Center (EOC) des DLR in Form von Hochwasserkarten und als Webanwendung auf. Sie finden Anwendung bei Behörden und Organisationen wie dem Bayerischen Rote Kreuz (BRK), dem Technischen Hilfswerk (THW), der Deutschen Lebens-Rettungs-Gesellschaft (DLRG) und der Bundeswehr.

Besondere Unterstützung lieferte das DLR mit hochauflösenden Aufnahmen aus der Luft. Vom Standort Oberpfaffenhofen aus überflog das DLR-Forschungsflugzeug Dornier DO 228-212 am 3. Juni 2023 die Hochwassergebiete entlang des Donaustreifens zwischen Günzburg und Regensburg – darunter Donauwörth, Neuburg, Manching und Kehlheim – wie auch die schwer betroffenen Gebiete Schrobenhausen und Pfaffenhofen. Heute am 4. Juni erstellt das DLR-Team Luftbilder von weiteren Regionen zwischen Regensburg und Passau. Betrieben wird das Forschungsflugzeug von der DLR-Einrichtung Flugexperimente.

Unterstützung aus der Luft und dem All
Für die Aufnahmen aus der Vogelperspektive ist die Dornier mit dem 3K-Kamerasystem ausgestattet. Das Luftbild-Kamerasystem wurde vom DLR-Institut für Methodik der Fernerkundung entwickelt und liefert aktuell Aufnahmen mit einer Auflösung von bis zu vier Zentimeter. Das System lieferte bereits während des Elbehochwassers 2002 und zum Hochwasser in Nordrhein-Westfalen und Rheinland Pfalz 2021 wertvolle Aufnahmen. Entsprechend ist sie auch bei Katastrophenschutz-Übungen im Einsatz und wird für die Verkehrsforschung genutzt.

Die Datensätze und Analysen der aktuellen Kameraflüge werden den Lagezentren zügig zur Verfügung gestellt. Einige Daten und Auswertungen sind auch auf der ZKI-Webseite öffentlich abrufbar. Da die Hochwassersituation in Süddeutschland voraussichtlich noch anhält, wird das ZKI die Kriseninformationen laufend durch Satellitendaten und Auswertungen ergänzen. Die Ergebnisse fließen auch in das DLR-Projekt IFAS ein, das der Krisenfrüherkennung dient und zum Ziel hat, relevante Informationen noch schneller bereitzustellen.

Über das ZKI
Das Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI®) wurde 2004 gegründet und ist ein Service des Deutschen Fernerkundungsdatenzentrums (DFD) im Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Schwerpunkt des ZKI sind Innovationen insbesondere rund um das Thema Erdbeobachtung im Krisenmanagement, die gemeinsam mit Nutzern erarbeitet werden. Diese Dienste können, zum Teil über ISO-zertifizierte Prozesse, auch operationell bereitgestellt werden. Ein weiterer Fokus liegt auf der Beratung und dem Training von Endnutzern beziehungsweise Servicedienstleistern.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Planet Erde

Der Beitrag DLR: Hochwasserkarten und Lageinformationen für Süddeutschland erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Er ist der sechstlängste Fluss der Alpen und er könnte ein Naturparadies sein: Doch der Inn ist wie alle Flüsse der mitteleuropäischen Kulturlandschaft vom Menschen stark verändert worden. Er wurde begradigt, von Dämmen begrenzt und mit Staudämmen unterbrochen. Viele seltene Arten, die den Inn und seine Ufer einmal besiedelten, sind längst verschwunden.

In dieser Folge von AstroGeo erzählt die Journalistin und Flussreporterin Sonja Bettel von der Renaturierung des Inns. Der Fluss wird wieder geweitet; ihm wird Raum gelassen, um sein Bett selbst zu suchen. Zwar gelang das erst an einigen Stellen, aber die länderübergreifende Anstrengung zeigt bereits Erfolge: Seltene Arten wie der Flussuferläufer oder der Zwerg-Rohrkolben kehren zurück. Ein gemeinsamer, wissenschaftlich erstellter Aktionsplan soll bei der gemeinsamen Anstrengung helfen.

Im AstroGeo Podcast erzählen sich die Wissenschaftsjournalisten Franziska Konitzer und Karl Urban alle zwei Wochen eine Geschichte, die ihnen entweder die Steine unseres kosmischen Vorgartens eingeflüstert – oder die sie in den Tiefen und Untiefen des Universums aufgestöbert haben. Der Podcast ist auch auf iTunes oder Spotify zu finden.

Frühere Ausgaben des AstroGeo Podcast gibt es auf astrogeo.de. AstroGeo ist der Podcast von Die Weltraumreporter, einem Magazin der Riffreporter eG. Er ist frei verfügbar und entsteht durch die finanzielle Unterstützung seiner Hörerinnen und Hörer. Das geht mit einem monatlichen Abonnement die Weltraumreporter für 3,49 Euro pro Monat oder einer Spende. Diese und jede andere Form der finanziellen Unterstützung hilft dabei, dass der Podcast weiter werbefrei bleibt.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• Planet Erde

Weitere(r) interessante(r) Thread(s) zum Thema im Raumcon-Forum:

• AstroGeo Podcast

Der Beitrag AstroGeo Podcast: Planetare Reparatur – am Inn kehrt die Natur zurück erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Universität Bonn 23. November 2022.

23. November 2022 – Forschende der Universität Bonn haben ein Verfahren entwickelt, mit dem sich der Wasserstand von Flüssen rund um die Uhr überwachen lässt. Der kostengünstige Sensor eignet sich etwa für flächendeckende Hochwasser-Warnsysteme. Die Studie ist in der Zeitschrift Water Resources Research erschienen.

Es gibt eine ganze Reihe von Methoden, den Pegel eines Wasserlaufs zu bestimmen – von sehr einfachen (per Messlatte) bis hin zu High-Tech-Lösungen per Radar. Doch alle haben einen Haken: Die meisten Messgeräte können durch Hochwasser beschädigt werden, viele erlauben keine kontinuierliche Überwachung, ihre Fernablesung gestaltet sich schwierig oder sie sind einfach zu teuer.

In Wesel am Niederrhein verrichtet dagegen bereits seit zwei Jahren ein Messgerät seinen Dienst, das diese Nachteile nicht hat: Es ist kostengünstig, zuverlässig und dazu in der Lage, den Pegelstand per Mobilfunk kontinuierlich an ein Auswertungs-Zentrum zu übermitteln. Damit eignet es sich im Prinzip zur engmaschigen Warnung vor Hochwasser- und Dürre-Ereignissen.

„Kern unseres Geräts ist ein kostengünstiger GNSS-Empfänger“, erklärt Dr. Makan Karegar vom Institut für Geodäsie und Geoinformation der Universität Bonn. Das sind Sensoren, die die Position ihres Standorts auf wenige Meter genau bestimmen können. Dazu nutzen sie unter anderem die GPS-Satelliten der USA sowie ihre russischen Pendants, GLONASS. „Mit Hilfe der Satellitensignale lässt sich aber auch der Abstand der GNSS-Antenne zur Oberfläche eines Flusses messen“, sagt Karegar.

Reflektierte Signale erlauben Rückschlüsse auf den Wasserstand
Denn die von den Satelliten ausgesandten Wellen werden nur zum Teil direkt von der Antenne aufgefangen. Der Rest wird von der Umgebung (in diesem Fall der Wasseroberfläche) reflektiert und gelangt über diesen Umweg zum Empfänger. Dieser reflektierte Anteil ist daher länger unterwegs. Er bildet bei der Überlagerung mit dem direkt empfangenen Signal bestimmte Muster, Interferenzen genannt. Aus ihnen lässt sich der Abstand der Antenne zum Wasserspiegel errechnen.

„Wir können das GNSS-Gerät an jeder Struktur anbringen, sei es einer Brücke, einem Gebäude oder einem Baum oder Zaun neben dem Fluss“, erläutert Karegar. „Von dort kann es berührungslos rund um die Uhr den Flusspegel messen – im Schnitt auf 1,5 Zentimeter exakt. Dabei ist es selbst im Falle eines Hochwassers nicht gefährdet.“ Die Genauigkeit des Verfahrens kommt zwar nicht an die eines radargestützten Pegelmessers heran. Für die angedachten Einsatzzwecke reicht sie aber voll und ganz aus. Zudem ist das Gerät mit knapp 150 Euro auch erheblich günstiger als sein High-Tech-Pendant.

Die GNSS-Antenne ist mit einem Minicomputer verbunden, einem sogenannten Raspberry Pi. „Das Gerät ist etwa so groß wie ein kleines Smartphone; dennoch hat es genug Leistung, um aus den Rohdaten den Wasserstand berechnen zu können“, betont Prof. Dr. Kristine Larson vom Institut für Geodäsie und Geoinformation. Der Minicomputer ist aufgrund seiner Flexibilität und seines geringen Stromverbrauchs unter Bastlern sehr beliebt, die damit verschiedenste Projekte realisieren. Er lässt sich problemlos über Solarzellen mit Strom versorgen und arbeitet dann völlig autark. Seine Messdaten übermittelt er per Mobilfunk.

Informationen zum Nachbau im Internet
„Die von uns geschriebene Software ist Open Source“, erläutert Larson. „Sie kann also von jedem ohne Gebühren genutzt werden.“ Im Internet stellen die Forschenden zudem sämtliche Informationen zu ihrem Projekt bereit. Interessentinnen und Interessenten können das Messgerät also problemlos nachbauen.

Einen Nachteil hat das Verfahren allerdings: Es ist nur für Flussläufe mit einer Breite von mindestens 40 Metern geeignet. „Das ist der kleinste Radius, aus dem die Antenne das reflektierte Satellitensignal empfängt“, sagt Karegar. „Wenn der Wasserlauf zu schmal ist, stammt ein zu großer Anteil der Reflektionen von Uferbereichen.“ Die Beteiligten planen aber, ihren Auswertungscode weiter zu optimieren. Sie hoffen so, auch bei kleineren Flüssen wie der Ahr noch zu sicheren Messergebnissen kommen zu können.

Beteiligte Institutionen und Förderung:
An der Studie war neben der Universität Bonn die Federal University of Rio Grande do Sul in Brasilien beteiligt. Das Projekt wurde durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG), das National Council for Scientific and Technological Development Brasilien (CNPq) sowie die Rio Grande do Sul State Research Funding Agency (Fapergs) gefördert.

Weitere Informationen:
https://github.com/MakanAKaregar/RPR

Originalpublikation:
Makan A. Karegar et al.: Raspberry Pi Reflector (RPR): A Low-cost Water-level Monitoring System based on GNSS Interferometric Reflectometry; Water Resources Research; DOI: 10.1029/2021WR031713; https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1029/2021WR031713;

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• GPS

Der Beitrag GNSS und Raspberry Pi: Kostengünstiger Sensor erfasst den Pegel von Flüssen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.

Quelle: Stadt Essen.

26. Oktober 2021 – Mit der zusammen mit der ESA begründeten Kooperation wird die Entwicklung von innovativen weltraumgestützten Anwendungen gefördert, die die nachhaltige Stadtentwicklung und den urbanen Umweltschutz unterstützen sollen. Dabei liegt der Fokus auf dem Schutz des natürlichen Grüns, den Herausforderungen des Klimawandels, dem Schutz der biologischen Vielfalt, der nachhaltigen städtischen Mobilität, der Kreislaufwirtschaft und der Unterstützung des Wachstums einer nachhaltigen grünen und digitalen Wirtschaft durch die Nutzung von Satellitennetzwerken.

Das erste gemeinsame Projekt dieser Kooperation wurde bereits durch eine Ausschreibung der ESA gestartet: unter dem Projektnamen „Urbanes Grün“ hat die Smart City-Initiative CONNECTED.ESSEN Anfang Oktober Unternehmen aufgefordert, innovative Dienstleistungen und Lösungen einzureichen, die darauf abzielen, städtische Grünflächen in die smarte Stadtplanung und -entwicklung zu integrieren und Grünflächen als Naturkapital zum Nutzen aller Bürger*innen zu erhalten. Dabei hat die Stadt Essen maßgeblich bei der Festlegung der wesentlichen Anwendungsbereiche mitgewirkt.

Oberbürgermeister Thomas Kufen freut sich über die Zusammenarbeit und die Möglichkeiten für die Stadt Essen: „Eine ‚grüne‘ Infrastruktur in unseren Städten verbessert das Wassermanagement bei extremen Niederschlägen, wirkt sich positiv auf die Luftqualität aus, mindert extreme Temperaturen und bietet Erholungsräume für alle Bürgerinnen und Bürger. Im Zeitalter des Klimawandels ist ihre Bedeutung für die Stadtentwicklung umso größer und muss in einem globalen Kontext neu gedacht werden. Die mit der ESA entwickelten Services werden uns helfen, unser lokales Umfeld und seine Wechselwirkungen zu beobachten, zu verstehen und nachhaltig anzupassen.“

Rita Rinaldo, Projektleiterin bei der ESA ergänzt: „Die Zusammenarbeit mit der Stadt Essen gibt uns die Möglichkeit die Entwicklung von Weltraumanwendungen zu fördern, mit dem Ziel unsere Städte grüner zu machen, die Nachhaltigkeit und Infrastruktur gleichzeitig zu stärken, sowie die Umwelt zu schützen und dadurch das Gemeinwohl für alle Bürgerinnen und Bürger zu verbessern. Wir sind zuversichtlich, dass diese Kooperation das Potenzial des Weltraums aufzeigen wird – wie dank innovativer weltraumgestützter Lösungen in großem Maßstab umweltfreundliche Werte mit ökologischen und sozioökonomischen Vorteilen geliefert werden können.“

Das Memorandum of Intent wurde für die Stadt Essen von Martin Harter, Geschäftsbereichsvorstand für Stadtplanung und Bauen, unterzeichnet. Das Amt für Geoinformation, Vermessung und Kataster, das in diesem Geschäftsbereich angegliedert ist, wird direkten Zugang zu den täglich neuen Satellitenbildern und weiteren Daten der ESA erhalten und diese für die weitere Verwendung aufbereiten können. Anwendungsmöglichkeiten ergeben sich beispielsweise bei den Themen Hochwasser, Trockenheit oder anderen extremen Wetterereignissen. Die Daten der ESA ermöglichen Auswertungen in einem lokalen und regionalen Kontext, die für die Planungen zum Schutz und zur Stärkung der urbanen Infrastruktur sehr nützlich sein können, beispielsweise bei der Feuerwehr Essen, der Immobilienwirtschaft, dem Umweltamt, aber auch den Stadtwerken Essen.

Mehr zur ESA
Die Europäische Weltraumorganisation (ESA – European Space Agency) widmet sich der friedlichen Erforschung und Nutzung des Weltraums zugunsten aller. Sie wurde 1975 gegründet und umfasst heute 22 Mitgliedsstaaten. Seit über 40 Jahren fördert sie die wissenschaftlichen und wirtschaftlichen Interessen Europas im All.

Diskutieren Sie mit im Raumcon-Forum:

• ESA

Der Beitrag Essen: Stadt arbeitet mit ESA zusammen erschien zuerst auf Raumfahrer.net.