Wenn der Wald brennt, entscheidet der Faktor Zeit. Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat daher eine Methode entwickelt, wie Brandflächen während der Entstehung erfasst und in Nahe-Echtzeit überwacht werden können. Das Earth Observation Center des DLR (EOC) hat sein Verfahren nun an das New-Space Unternehmen OroraTech aus München lizensiert. Die Firma ist auf das Monitoring von Waldbränden spezialisiert und wird das Verfahren in ihre kommerzielle „Wildfire-Solution-Platform“ integrieren.

Nahe-Echtzeit-Auswertung mithilfe von Satellitendaten und KI

Weltweit sind jedes Jahr rund 400 Millionen Hektar Fläche von Waldbränden betroffen. Das entspricht in etwa der zehnfachen Fläche der Bundesrepublik Deutschland. Waldbrände können verheerende Auswirkungen auf Menschen und Infrastruktur haben. Daher ist eine frühe Detektion wie auch eine schnelle Erfassung des Ausmaßes der Schäden wichtig. Für die Analyse der Brandflächen in Nahe-Echtzeit hat das DLR in den letzten Jahren eine Methode zur Auswertung von heterogenen optischen Satellitendaten entwickelt, die robust ist und in Lizenz ab sofort von OroraTech eingesetzt wird.

Die Auswertung der Erdbeobachtungsdaten kombiniert zwei Verfahren: Ein Superpixel-Segmentierungs-Algorithmus gruppiert benachbarte Pixel mit ähnlichen Eigenschaften. Diese Pixelgruppen werden dann mithilfe von Deep-Learning-Techniken klassifiziert. So werden verbrannte Flächen besonders präzise und schnell aus den Datensätzen abgeleitet. Der Ansatz unterstützt viele optische Sensoren auf Erdbeobachtungssatelliten mit unterschiedlicher geometrischer Auflösung. Dabei werden Daten von verschiedenen Satelliten fusioniert, um das Ergebnis während der Überwachung aktiver Brände kontinuierlich zu verfeinern. Diese Analysemethode wurde vor kurzem in dem Fachjournal „GIScience & Remote Sensing“ veröffentlicht.

Industrienah und praxistauglich

Die Zusammenarbeit des DLR mit OroraTech ist seit deren Firmengründung im Jahre 2018 stetig gewachsen. Gemeinsame Projekte zum Thema Feuer und Waldbrand, einen Forschungs-Kooperationsvertrag im Jahre 2024 sowie mehrere laufende Projektanträge sind Wegmarken, die mit der aktuellen Lizenzvereinbarung konsequent ausgebaut werden.

„Eine vertrauensvolle Kooperation mit klein- und mittelständischen Unternehmen wie OroraTech ist für uns sehr wichtig, um die wissenschaftlichen Entwicklungen am DLR in konkrete Anwendungen zu bringen und sie damit auf ihre Praxistauglichkeit zu testen“, betont Prof. Stefan Dech, Direktor des Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum des DLR. Neben den wissenschaftlichen Arbeiten am EOC fließen laut Prof. Dech auch technische Kompetenz beim Echtzeitdaten-Empfang von Erdbeobachtungssatelliten am DLR Standort Neustrelitz mit ein.

Die Firma OroraTech wird das lizensierte Analyseverfahren des DLR für die „Wildfire-Solution-Platform“ verwenden, um Nutzern weltweit eine bessere Lageeinschätzung zu ermöglichen. „Die weltweite Verschärfung der Waldbrandsituation erfordert schnelles und entschlossenes Handeln, und eine Fusion verschiedenster Datenströme und -produkte in einer schnell erfassbaren Form und Weise. Die Zusammenarbeit von OroraTech als Vorreiter in diesem Gebiet mit dem DLR als eine der führenden wissenschaftlichen Institutionen, ist eine einmalige Chance für unsere Kunden, vom neuesten Stand der Wissenschaft zu profitieren“, erklärt Dr. Martin Langer, Chief Executive Officer von OroraTech.

Weiterführende Links

• DLR-Nachricht: „Neue Ära startet für die Echtzeiterkennung von Waldbränden“
• Publikation im Fachjournal GIScience & Remote Sensing: „Multi-sensor near-realtime burnt area monitoring using a superpixel-based graph convolutional network approach“
• Metadaten: Hier das Thema im Fokus „Das System Erde im Blick“
• Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum (DFD)
• Earth Observation Center des DLR (EOC)
• OroraTech