Quelle: OHB SE 27. Oktober 2022.

Bremen, 27. Oktober 2022. Die OHB Digital Services GmbH, ein Tochterunternehmen des Raumfahrtkonzerns OHB SE, ist von der Europäischen Raumfahrtagentur (ESA) beauftragt worden, das Projekt „Urban Green View“ zu koordinieren. In einer Studie soll gemeinsam mit den Städten Essen, Bochum und Dortmund untersucht werden, wie mit Satellitendaten aus dem All die Stadtbegrünung überwacht, geplant und künftig noch gezielter im Kampf gegen den Klimawandel eingesetzt werden kann. Dafür bringen die Raumfahrtexperten ihre gebündelte Digitalkompetenz ein. Im „Urban Green View“-Konsortium sind als weitere Partner OHB Digital Connect und die Universität Trier vertreten. Beide genannten OHB-Unternehmen gehören zum Segment „Digital“, neben „Space Systems“ und „Aerospace“ der dritte Geschäftsbereich des Raumfahrtkonzerns.

Schon jetzt heizen sich unsere Städte aufgrund der fortschreitenden Erderwärmung immer weiter auf und Hitzewellen nehmen zu, bis zum Jahr 2040 werden sie sich im Vergleich zum ersten Jahrzehnt des 21. Jahrhunderts voraussichtlich sogar vervierfachen. Gegen Hitze in den Städten helfen Bäume, Büsche, Blumen und Wiesen. Sie produzieren Sauerstoff und kühlen Gebäude ebenso wie überhitzte Straßenfluchten ab. Jüngste Studien zeigen deutlich: Grün in der Stadt ist eine der besten Maßnahmen gegen Hitzestress. Wie aber lässt sich die Stadtbegrünung besser und gezielter überwachen und planen? Welchen Bedarf haben die Kommunen? Welche Daten brauchen Stadtplaner, Architekten, Umweltämter oder der Landschafts- und Gartenbau, um vorausschauend grüne Zonen zur Kaltluftproduktion anzulegen? Wie groß müssen die Grünflächen sein, um den Menschen genügend Abkühlung zu bieten? Und welche Pflanzen eigenen sich am besten für die grüne Lunge in der Stadt? „Das Projekt ist für uns eine ganz wunderbare Herausforderung. Vor allem ist es spannend, mit Erdbeobachtungsdaten einen innovativen Datenservice aufzubauen und Plattformen zu entwickeln, die unserer Gesellschaft helfen, den Auswirkungen des Klimawandels mit intelligenten Maßnahmen besser zu begegnen“, sagt Projektleiterin Dr.-Ing. Danijela Ristic-Durrant, bei OHB Digital Services die Expertin für KI und „Computer Vision“.

Noch stehe nicht fest, welche Satellitendaten sich in welchem Umfang eignen. Die Machbarkeitsstudie ziele darauf ab, so Danijela Ristic-Durrant, Dienste auf der Grundlage von Satellitendaten wie Copernicus Sentinels, anderen nicht-kommerziellen Satellitenmissionen, z.B. Landsat, bestehenden Erdbeobachtungsprodukten, LiDAR, kommerziellen Satellitendaten sowie den Satellitenmissionen MTG oder EnMAP in den Vordergrund zu stellen. Auch die Kombination mit anderen Datenquellen, wie zum Beispiel lokale Sensoren, kämen in Betracht. „Das Projekt ist gerade erst gestartet. Der Austausch und der Dialog mit unseren Partnern und weiteren Stakeholdern ist aber schon jetzt sehr intensiv und inspirierend. Unsere Aufgabe wird es nun sein, mit unserer hohen Expertise aus der Raumfahrt gute und nachhaltige Lösungen für uns auf der Erde zu entwickeln“, so die Projektleiterin.

Dr. Frank Knospe, Leiter des Essener Stadtamtes für Geoinformation, Vermessung und Kataster, freut sich über die Zusammenarbeit und den Austausch mit den Raumfahrtexperten, denn auch für seine Stadt wie für das gesamte Ruhrgebiet sind Satellitendaten von entscheidender Bedeutung bei der Planung. „So ermöglicht uns die hohe zeitliche Auflösung der Copernicus-Sensoren erstmalig, den ,Organismus‘ Siedlungs- und Landschaftsstruktur zu verstehen. Dadurch können wir die Herausforderungen im Kontext der Anpassung an die Folgen des Klimawandels auf lokaler und regionaler Ebene erfassen, im Trend beobachten und letztlich besser bewältigen“, so Knospe.

Neben OHB Digital Services als Koordinator des Projekts wird das „Urban Green View“-Konsortium durch die beiden Partner OHB Digital Connect und die Universität Trier ergänzt. Darüber hinaus sind Stakeholder aus dem Ruhrgebiet, vertreten durch die Städte Essen, Bochum und Dortmund, sowie die Ämter für Raumordnung und Wasserwirtschaft als relevante Pilotanwender in die Studie eingebunden.
Das Projekt „Urban Green View“ wird von der Europäischen Raumfahrtagentur ESA gefördert im ARTES 4.0 Generic Programme Line Business Applications – Space Solutions (BASS) Feasibility Study “Space for Urban Green”. Bei der ESA betreut Roberta Mugellesi Dow das Projekt „Urban Green View“.

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• Klimawandel

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Quelle: Universität Trier.

5. August 2021 – Teile der Fichtenwälder des Nationalparks Hunsrück-Hochwald hat der Borkenkäfer bereits in Kahlflächen und Geisterwälder verwandelt. Während im Kerngebiet des Nationalparks eine ungestörte Ausbreitung des Borkenkäfers toleriert wird, soll in den Randbereichen verhindert werden, dass er auf angrenzende Wälder übergreift und sie schädigt. Wissenschaftler der Universität Trier erforschen nun, ob sich das Aufkommen des Borkenkäfers (Buchdrucker) mithilfe satellitengestützter Fernerkundung erfassen lässt. Das Kooperationsprojekt der Universität Trier mit dem Luxembourg Institute of Science and Technology (LIST) und dem Nationalparkamt ist Teil einer europaweiten Kampagne der Weltraumagenturen NASA und ESA.

„Der Buchdrucker befällt fast ausschließlich Fichten, die darauf unter anderem durch Veränderungen in den Nadeln reagieren. Diese Reaktion wollen wir nutzen und herausfinden, ob sich aus dem Reflexionssignal, das von Fichtennadeln aufgezeichnet werden kann, Informationen über das Stadium und über die Verbreitung des Borkenkäfers erfassen lassen“, erläutert Dr. Johannes Stoffels von der Universität Trier das Ziel der Grundlagenforschung.

Erfolg im letzten Versuch
Mithilfe von Satellitensignalen aus dem Weltall zu erspähen, wo und wie sich der nur zwei bis drei Millimeter große Borkenkäfer in den Fichten des Hochwalds ausbreitet, stellt die Trierer Wissenschaftler vor eine anspruchsvolle Aufgabe. Entscheidende Dienste leistet hierbei ein von NASA und ESA zur Verfügung gestelltes und mit hochauflösenden Instrumenten ausgerüstetes Spezialflugzeug. Die in Zürich stationierte Maschine stand den Nationalpark-Forschern nur zwei Tage zur Verfügung. Die Flugmission und damit das gesamte Forschungsprojekt drohten mehrfach zu scheitern – erst an schlechtem Wetter und später an einem Flugverbot. Im letzten Versuch konnte das Flugzeug zumindest einen Streifen des ursprünglich vorgesehenen Gebiets des Nationalparks überfliegen.

„Die Datenqualität ist glücklicherweise hervorragend und ausreichend für unsere Forschung“, so Johannes Stoffels. Auf Basis der aus dem Spezialflieger übermittelten Daten nahmen die zeitgleich auf dem Boden operierenden Forscher und Nationalpark-Ranger Proben aus indizierten Bäumen in unterschiedlichen Befallsstadien. Die Proben werden nun in Laboren analysiert, parallel dazu bereitet die NASA die beim Flug erhobenen Daten auf. Voraussichtlich im Herbst wird das Forschungsteam um Dr. Martin Schlerf (LIST) mit der wissenschaftlichen Auswertung beginnen können.

Ein großer Schritt
Sollte es mit Mitteln der Fernerkundung gelingen, sowohl die Ausbreitung des Borkenkäfers als auch das jeweilige Stadium des Befalls großflächig zu erkennen, wäre dies für das Monitoring und die Kontrolle der Käferausbreitung ein großer Schritt vorwärts. Nicht nur in Deutschland, sondern europaweit ist der Borkenkäfer zu einem massiven Problemfall geworden. Eine entscheidende Voraussetzung für die Eindämmung der Borkenkäfer-Verbreitung ist, den Befall möglichst früh zu erkennen und betroffene Bäume aus dem Wald zu entnehmen. Die Fernerkundung könnte hierzu deutlich präzisere und umfassendere Analysen liefern, als dies mit der derzeitigen aufwendigen und lückenhaften Beobachtung vom Boden aus möglich ist.

Mit diesem Projekt setzen die Universität Trier, das Luxembourg Institute of Science and Technology und das Nationalparkamt Hunsrück-Hochwald ihre langjährige Kooperation und gemeinsamen wissenschaftlichen Arbeiten fort. Die Forschung im Nationalpark wird von Jan Rommelfanger und Hans-Joachim Brusius vom Nationalparkamt Hunsrück-Hochwald koordiniert und begleitet. Das Spezialflugzeug wurde im Rahmen der Copernicus Erweiterungsmission CHIME (Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment) zur Verfügung gestellt.

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• Erdbeobachtung – Diskussion

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Quelle: Universität Trier.

Durch den Klimawandel verschärft, haben Stürme, Trockenheit, Schädlinge und Brände die Wälder in Deutschland in den letzten Jahren stark geschädigt. Mit konventionellen Methoden der Bodenbeobachtung lässt sich das Ausmaß der Schäden nicht ausreichend schnell und vollständig ermitteln. Wissenschaftlern der Umweltfernerkundung und Geoinformatik an der Universität Trier ist es möglich, mithilfe von Satellitenbeobachtung aktuelle und aussagekräftige Auswertungen zum Waldzustand zur Verfügung zu stellen. Alle Verantwortlichen erhalten mittels einer Web-Applikation Zugang zu den Karten und Daten. Gerade hat Professor Joachim Hill eine Übersicht zu den Nadelholz-Beständen in Rheinland-Pfalz für den Zeitraum April 2020 an Dr. Joachim Langshausen von der Zentralstelle der Forstverwaltung übergeben.

Die im vergangenen Jahr begonnene erfolgreiche Kooperation wird daher fortgeführt. Landesforsten Rheinland-Pfalz unterstützt die Wissenschaftler der Universität Trier finanziell insbesondere bei der Entwicklung von Auswerteverfahren, die eine möglichst zeitnahe Bereitstellung von Karten zur landesweiten Bewertung der Waldsituation ermöglichen.

Borkenkäfer breitet sich stark aus
Die Mitarbeiter der Umweltfernerkundung und Geoinformatik an der Universität Trier hatten solche Übersichtskarten bereits für April 2019 und Juli 2019 berechnet. Die Auswertungen zeigen beispielsweise, wo sich aufgrund der außergewöhnlich hohen Temperaturen und geringen Niederschläge in den Jahren 2018 und 2019 landesweit Borkenkäfer in bislang kaum gekannten Populationsdichten ausbreiten konnten.

„Die schnelle Bereitstellung und Vergleichbarkeit der Befunde ermöglicht nicht nur eine aktuelle Bewertung der Waldsituation auf der gesamten Landesfläche,“, erklärt Dr. Langshausen, „ergänzend zu unserem sonstigen Datenbestand unterstützen die Karten der Uni Trier Flächenschätzungen, Plausibilitätsprüfungen, zielgenaue Nach­kontrollen und die vorausschauende Planung von forstwirtschaftlichen Maßnahmen zur Stabilisierung der Wälder im Klimawandel.“

Waldschäden werden identifiziert
Bislang nicht erfasste Waldschäden können identifiziert und Hinweise auf Flächen geliefert werden, die im Zuge des regionalen Klimawandels als besondere Risikobereiche für eine weitere Verbreitung von Käfern oder anderen Schädlingen in Frage kommen. Damit leisten die Karten in Zeiten, in denen ein großer Teil des Personals der Forstbehörden durch vor- und nachsorgende Arbeiten vor Ort gebunden ist, einen erheblichen Beitrag zur nachhaltigen Forstwirtschaft in Rheinland-Pfalz.

Die Wissenschaftler greifen insbesondere auf Aufnahmen der Sentinel-2-Satelliten zu, die im Rahmen des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus in das Weltall gebracht wurden. Die Satelliten stellen multi-spektrale Aufnahmen in einer bislang nie gekannten Häufigkeit, Flächenabdeckung und Detailerkennbarkeit bis auf zehn Meter bereit. „Die finanzielle Förderung versetzt uns in die Lage, unsere Verfahren und Methoden weiter zu optimieren und somit den Verantwortlichen Hinweise für eine nachhaltige und an die Bedingungen angepasste Forstwirtschaft geben zu können“, so Prof. Dr. Joachim Hill.

Webseite der Fernerkundung Universität Trier
Webseite Landesforsten Rheinland-Pfalz

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• Planet Erde

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