Mit Weltraum-Kameras frühzeitig vor Waldbränden warnen

In den letzten Jahren wurde FireWatch von einem kleinen DLR-Team aus dem Institut für Planetenforschung und mit Unterstützung durch das Technologiemarketing des DLR gemeinsam mit dem Industriepartner IQ wireless GmbH aus Berlin weiter entwickelt und an die Erfordernisse ausländischer Märkte angepasst. Auch die Software, die die aufgezeichneten Graustufen auswertet, wurde am DLR auf der Basis von Know-How aus Weltraummissionen entwickelt. "Im All analysieren wir Kometenstaub, auf der Erde Rauchwolken", bringt Ekkehard Kührt den feinen Unterschied auf den Punkt. Das Waldbrandfrüherkennungssystem reagiert nämlich nicht auf Hitze oder Flammen, sondern behält die Rauchentwicklung im Auge - und das mit größerer Präzision, als das menschliche Auge dies könnte.

Sensoren statt Augen

"Die Mitarbeiter auf den Feuerwachturm haben sich früher oft wie Grillhähnchen in der Hitze gefühlt", erzählt Raimund Engel, Waldbrandschutzbeauftragter im Landesbetrieb Forst Brandenburg. Die Türme waren damals von 10 bis 21 Uhr besetzt, damit frühzeitig schon die kleinsten Anzeichen eines Waldbrandes gemeldet werden konnten. Nachts sorgt zumindest in unseren Breiten die Luftfeuchtigkeit dafür, dass Brände kaum entstehen, doch tagsüber mussten Forstarbeiter über den Wald wachen. "Aber optische Sensoren sind dem menschlichen Auge deutlich überlegen - die ermüden nicht und erkennen bereits viel früher und präziser eine Rauchentwicklung."

Innerhalb von sechs Minuten rotiert jede Kamera um ihre Achse und überwacht bis zu 700 Quadratkilometer. Dabei filtert sie aus 16000 Grauwerten auch kaum erkennbare Rauchwolken aus der Umgebung mit Bäumen, Städten, Siedlungen, Seen oder Feldern und meldet diese samt Fotos an die Waldbrandzentralen. Dort werden die Koordinaten des Brandortes automatisch berechnet und auf einer Landkarte dargestellt. Diese Erkennung der Waldbrände ist eine große Herausforderung, denn das System soll früh genug warnen, aber natürlich möglichst wenige Fehlalarme auslösen. Letztendlich entscheidet dann der diensthabende Forstbeamte anhand der von FireWatch übermittelten Daten, ob es sich um einen Waldbrand handelt und wie viele Mannschaften bei der Feuerbekämpfung zum Einsatz kommen sollen.

Vom Weltall auf die Erde

Ihren Anfang nahm die terrestrische Anwendung der Raumfahrt-Technologie Mitte der 90er Jahre. Damals las DLR-Kometenforscher Ekkehard Kührt in einer regionalen Tageszeitung von den Problemen der Forstbetriebe, mit menschlichem Einsatz von hohen Türmen aus die Wälder zu überwachen. Die Arbeiten für den DLR-Kleinsatelliten BIRD zur Waldbranderkennung aus dem All liefen da bereits, die Entwicklungen für die ROLIS-Kamera auf dem Lander Philae ebenfalls. Waldbrand und Kameras waren nichts Neues für das DLR-Institut für Planetenforschung, und man bot Hilfe an. Das erste irdische Pilotprojekt lief ab 1999 im Forstamt Peitz in Brandenburg mit drei Kameras. Ab 2001 übernahm die Firma IQ wireless GmbH die Serienproduktion und Vermarktung für das Firewatch-System. Seitdem kamen in jedem Jahr weitere Kameras hinzu. "Wo in Deutschland erhöhte Waldbrandgefahr herrscht, ist inzwischen auch eine Firewatch-Kamera in Betrieb", sagt Geschäftsführer Holger Vogel. "Auch im Ausland - zum Beispiel in Kasachstan, den USA, den baltischen Staaten und in Mexiko wird FireWatch mittlerweile eingesetzt." Kameras und Auswertesoftware treffen dort allerdings auf andere Landschaftsformen und Umweltbedingungen. In Südeuropa oder Australien ist zudem die Waldbrand-Detektion auch während der Nacht notwendig.