Katastrophen-Kartografie

Katastrophenhilfe per Satellit

Verwüstungen in Port au Prince | Bild: NDR

Die Vereinten Nationen sprechen von der schlimmsten Katastrophe ihrer Geschichte: Auch Wochen nach dem Erdbeben in Haiti am 12. Januar 2010 stieg die Zahl der Opfer noch – täglich. Unmittelbar nach dem Beben lief weltweit die Hilfsmaschinerie an: Staatliche, militärische und nichtstaatliche Organisationen schickten Helfer nach Port au Prince. Um jedoch nicht nur schnell, sondern auch effektiv Hilfe zu leisten, brauchten sie aktuelles Kartenmaterial. Dieses kam aus dem All – und aus Deutschland.

Innerhalb von Sekunden waren alle Landkarten und Stadtpläne von Haiti und der Hauptstadt Port au Prince veraltet. Für die ersten Hilfstrupps, die es dorthin schafften, war es unmöglich, sich in dem Chaos zu orientieren. Selbst ihre Helikopter und Flugzeuge lieferten wegen zu geringer Höhe nur unzureichende Luftaufnahmen. Die Helfer brauchten das ganze Bild - von ganz oben: Satellitenbilder. Doch diese sind unbearbeitet für die Helfer am Boden noch wenig hilfreich: zu unübersichtlich und zu kleinteilig. Deshalb leisteten Geografen des Zentrums für satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) lebenswichtige Übersetzungsarbeit.

Überlebenschance: vier bis fünf Tage

Überblick über das Gebiet | Bild: NDR

Schon wenige Stunden nach dem Erdbebenalarm nahmen im ZKI 25 Wissenschaftler ihre Arbeit im Mehrschichtbetrieb auf. Ihre Aufgabe: aus den Satellitenbildern brauchbare und allgemein verständliche Karten und Pläne zu erstellen. "Die besondere Herausforderung dabei ist für uns die Zeit", erklärt Teamleiter Tobias Schneiderhan. "Die überlebenden Erdbebenopfer müssen innerhalb von spätestens vier oder fünf Tagen aus den Trümmern herausgezogen werden, sonst gehen ihre Überlebenschancen gegen Null". Deshalb müssen die Kartografen schon erste Ergebnisse liefern, während weltweit die ersten Bergungstrupps noch ihre Ausrüstung packen. Denn sobald die Helfer in Haiti eintreffen, müssen sie wissen, wo die meisten Verschütteten sind und wie man dorthin gelangen kann.

Sichtkontakt zum Satelliten

Bahnen der Satelliten | Bild: NDR

Ein Problem für die Kartografen im Wettlauf mit der Zeit: die Satelliten müssen erst einmal für diesen Auftrag umprogrammiert werden. Um den Erdball kreisen zwar mehr als 800 Satelliten, doch unmittelbar nach dem Erdbeben fotografierte keiner von denen zufällig gerade Haiti. "Jedem Satelliten muss der Betreiber speziell den Auftrag geben, zu einem bestimmten Zeitpunkt über einem bestimmten Ort Aufnahmen zu machen", schildert Schneiderhan den Vorgang, "ansonsten fliegt der Satellit blind darüber hinweg und macht überhaupt nichts". Allerdings kann die Flugbahn eines Satelliten nicht einfach verändert werden. Stattdessen müssen die Programmierer und Kartografen warten, bis der Satellit auf seinem ständigen Kreisen um die Erde das gewünschte Gebiet überfliegt. Um die Daten für seinen Auftrag zu erhalten, muss der Satellit außerdem Sichtkontakt zu seiner Bodenstation haben. Das Gleiche gilt für das spätere Herunterladen der angefertigten Aufnahmen. Darum verstreicht schon viel Zeit, bevor die Kartografen überhaupt mit ihrer Übersetzungstätigkeit loslegen können.

Erst nach 20 Stunden ein Satellitenbild

"Deshalb müssen wir möglichst viele Satellitensysteme zusammennehmen, damit wir möglichst schnell den ersten Schuss vom Krisengebiet erhalten", sagt Tobias Schneiderhan. Aus diesem Grund warten er und seine Kollegen im ZKI nie nur auf die Bilder vom hauseigenen DLR-Satelliten, sondern nutzen stets auch die von anderen Betreibern.

Im Fall von Haiti lieferte ein chinesischer Satellit die ersten Aufnahmen, rund zwanzig Stunden nach dem Erdbeben. Zum Glück hingen am Tag nach dem Beben kaum Wolken über der Region um Port au Prince. Sonst wären optische Aufnahmen kaum möglich gewesen. Die einzige Alternative wären dann Radaraufnahmen, die durch Wolken hindurchreichen. Doch diese liefern bei zu ungenaue Bilddaten. Die Auflösung bei optischen Aufnahmen muss hoch sein: Ein Pixel auf dem Foto darf höchstens einem Meter in Realität entsprechen. Noch besser sind 50 bis 60 Zentimeter.

Vorher-Nachher-Bilder

Die Karte zeigt Katastrophen-Gebietes mit Informationen für die Helfer | Bild: NDR

Mit dieser Auflösung legen die Kartografen dann Vorher- und Nachher-Bilder des Katastrophenortes übereinander und suchen sie nach beschädigten Gebäuden ab. Diese werden gelb markiert. Plätze, an denen sich viele Menschen versammelt haben und auf Hilfe warten oder an denen mobile Krankenhäuser sowie Wasseraufbereitungsanlagen errichtet werden könnten, werden mit roten Punkten eingezeichnet. Schließlich wird Stadtteil für Stadtteil und Ort für Ort kartografiert, welche Straßen und Brücken, welche Flughäfen und Seehäfen oder welche Krankenhäuser und Lagerhallen noch nutzbar sind.
All diese Informationen werden in unterschiedlichen Ausschnitten und Detailgrößen ausgearbeitet und zur Verfügung gestellt.

Dem Team des ZKI in Oberpfaffenhofen gelang das in diesem Fall so schnell, dass schon eines der ersten Rettungsteams des Deutschen Roten Kreuzes frische Notfallkarten und Pläne nach Haiti mitnehmen konnte. Anderenfalls müssen Hilfsorganisationen die Bilder aus dem Internet herunterladen und ausdrucken, was im Krisenfall vor Ort wiederum meist nur per Satellitenleitung möglich ist.

Belohnung für die Helfer: 130 Gerettete

Helfer in Haiti | Bild: NDR

In den ersten beiden Wochen nach dem verheerenden Erdbeben konnten insgesamt mehr als 130 Menschen lebend aus den Trümmern geborgen werden. Dafür erhielten die mutigen und oft ehrenamtlichen Rettungskräfte verdienten Beifall und Dank von Einheimischen. Das erfüllt auch diejenigen mit Stolz, die vom Schreibtisch aus Katastrophenhilfe leisten: "Es tut auch uns hier im Büro gut, wenn wir hören: Super, diese oder jene Karte hat den Rettern vor Ort in dem einen oder anderen Fall besonders geholfen".

Übrigens: Nach dem Erdbeben in Haiti war die weltweite Bestürzung so groß, dass zum ersten Mal alle Satellitenbetreiber ihre Bilder kostenlos zur Verfügung gestellt haben.

Adressen & Links

Das Zentrum für satellitengestützte Kriseninformation des DLR (ZKI) bietet eine Vielzahl an Informationen über seine Arbeit sowie Satellitenbilder und Notfallkarten vom Erdbeben in Haiti oder auch vom Elbehochwasser 2006 auf seinen Internetseiten:
www.zki.dlr.de

UN-Spiders Informationen zum Erdbeben in Haiti:
www.un-spider.org

Informationsbroschüre über Map Action (PDF/deutsch)

Kurz-Infos

Charter-Call

Kurz nach dem Erdbeben, das sich am 12. Januar 2010 um 21.53 Uhr Weltzeit (16.53 Uhr Ortszeit) ereignete, lösten die Vereinten Nationen (UN) den sogenannten Charter Call aus. Damit erhielten Satellitenbetreiber den Auftrag, ihre Satelliten umzuprogrammieren, schnellstmöglich Satellitenaufnahmen vom Krisengebiet anzufertigen und diese dann allen Hilfsorganisationen zur Verfügung zu stellen. In Deutschland werden solche Notfallkarten beispielsweise vom Gemeinschaftlichen Melde- und Lagezentrum beim Bundesamt für Bevölkerungsschutz und Katastrophenhilfe abgefragt. Von hier aus erreichen die Informationen dann unter anderem Hilfsorganisationen wie das Technische Hilfswerk oder das Deutsche Rote Kreuz.

Das ZKI

Das ZKI ist ein Service des Deutschen Fernerkundungsdatenzentrums des DLR in Oberpfaffenhofen. Seine Aufgabe ist die schnelle Beschaffung, Aufbereitung und Analyse von Satellitendaten bei Natur- und Umweltkatastrophen für humanitäre Hilfsaktivitäten und für die zivile Sicherheit. Die Auswertung erfolgt nach den besonderen Bedürfnissen der einzelnen nationalen und internationalen Institutionen sowie Hilfsorganisationen.
Das ZKI ist an der "International Charter on Space and Major Disasters" beteiligt, einer wichtigen Initiative von Raumfahrtagenturen, die im Fall von Naturkatastrophen durch die UN alarmiert werden kann. Für Krisenlagen in Deutschland und weltweit stellt das ZKI im Rahmen dieser Charter Satellitenbilddaten – vor allem vom DLR-eigenen Radarsatelliten TerraSAR-X – zur Verfügung und wertet diese aus.

Autorin: Kristal Davidson (NDR)

Stand: 30.07.2015 11:56 Uhr