So bewegt sich der Boden unter unseren Füßen - Bodenbewegungskarte für Deutschland mit Satellitendaten
Die satellitengestützte Erfassung von Bodenbewegungen im Millimeterbereich ist sowohl für die Sicherheit von Infrastruktur und Gebäuden, als auch für die frühe Erkennung von Georisiken (Erdrutsche, Erdbeben, etc.) von großer Bedeutung. Deshalb arbeiten Wissenschaftler des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR), der TU München (TUM) und der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe (BGR) zurzeit eng zusammen, um eine „Satellitengestützten Bodenbewegungskarte für Deutschland“ zu entwickeln. Mit dieser innovativen Idee wurde das IMF nun im Rahmen des Wettbewerbs „Ausgezeichnete Orte im Land der Ideen“ zu einem der 100 „Ausgezeichneten Orte 2016“ ernannt.
Bodenbewegungen erfassen
Die direkte Messung von Bodensenkungen und -hebungen im Millimeterbereich wird durch Radarinterferometrie (InSAR) möglich. Doch Analysen für derart große Gebiete sind erst durch die jüngste Radarsatellitengeneration, wie den europäischen Sentinel-1, realisierbar geworden. Sentinel-1 besitzt einen erheblich breiteren Aufnahmestreifen als seine Vorgänger und kann so große Flächen abscannen. Ein jährliches Update wäre durch vier solcher Satelliten gesichert. „So können kurz-, mittel- und langfristige Effekte vermessen werden. Das ist wegen natürlicher und anthropogener Wirkungen nötig – eine Herausforderung, die wir angehen. Wir schaffen neue Vermessungsverfahren, um Risiken für Menschen und Sachwerte zu begegnen“, sagt Nico Adam, DLR-Wissenschafler im Institut für Methodik der Fernerkundung. Typische Anwendungsfälle sind die Detektion und Vermessung von Auswirkungen durch Energiespeicherung, Geothermie, Bergbau, Gas- und Ölförderung sowie von vulkanischen und tektonischen Bewegungen.
Minimale Bewegungen der Erdoberfläche werden mit Bruchteilen eines Millimeters aus dem Weltall vermessen. Diese Messungen wurden bisher für kleine Gebiete aufwändig einzeln realisiert. „Die Nutzer solcher Daten haben jedoch oft den Wunsch geäußert, ganze Bundesländer, beziehungsweise ganz Deutschland, regelmäßig nach einheitlichen Gesichtspunkten zu beobachten. Das wird nun endlich möglich.“ Die Vernetzung der BGR mit dem DLR und der TUM ermöglicht es, schnell und praxistauglich die Bodenbewegungen deutschlandweit auf einer digitalen Karte zu erfassen, deren Ursachen zu analysieren und daraus Handlungsempfehlungen abzuleiten.
Nutzer sind Behörden, Kommunen, die Wirtschaft und die Bevölkerung. Die Kenntniss über die Stabilität des Untergrundes bietet ein breites Anwendungsspektrum für nahezu alle Entscheidungsträger, die auf Geodaten angewiesen sind, von der Raum- und Verkehrswegeplanung bis zum Küsten- und Hochwasserschutz.
Gelungene Vernetzung
Durch die enge Kooperation von BGR, DLR und TUM konnte die Kartierung schnell und kostengünstig beispielhaft für große Pilotregionen realisiert werden.
Unter dem Jahresmotto „NachbarschafftInnovation – Gemeinschaft als Erfolgsmodell“ hatten die Standortinitiative „Deutschland – Land der Ideen“ und die Deutsche Bank nach Projekten gesucht, die das Potenzial von Gemeinschaft, Kooperation und Vernetzung zur Geltung bringen. Die Zusammenarbeit der drei Einrichtungen wurde von der Initiative als Vorbild für gemeinsames Handeln ausgezeichnet.
„Die Bodenbewegungskarte für ganz Deutschland ist ein einzigartiger Service in Europa mit modernster Vermessungstechnologie. Sie ist ein Leuchtturmprojekt für behördliche Nutzer aber auch für Wissenschaftler, Ingenieure und Studenten“, so Adam.
