DLR hilft mit Satellitenbildern bei Hurricane Harvey

In Erwartung des katastrophalen Hurrikans Harvey ist am Abend des 24. August 2017 frühzeitig die Internationale Charter ‚Space and Major Disasters‘ („Charter“) aktiviert worden. Dies wurde durch das Charter-Mitglied USGS (Geologischer Dienst der USA) auf Anfrage der texanischen Katastrophenschutzbehörde „Texas Emergency Management Council“ angestoßen.

Daraufhin stellte das Deutsche Zentrum für Luft– und Raumfahrt (DLR) aktuelle Aufnahmen und Archivdaten des deutschen Radarsatelliten TerraSAR-X zur Verfügung, mit denen eine detaillierte Analyse und ein großräumiger Überblick der Überschwemmungslage möglich wurde. TerraSAR-X umrundet die Erde in einer Höhe von 514 Kilometern auf einer polaren Umlaufbahn. Auf Basis dieser und anderer Satellitendaten von den 16 in der Charter organisierten Raumfahrtagenturen, arbeitet das Zentrum für Raumfahrtforschung an der Universität Texas derzeit daran, den Informationsbedarf der Katastrophenschützer vor Ort bedarfsgerecht zu bedienen.

„Der deutsche Radarsatellit TerraSAR-X ermöglicht mit seinen vielfältigen Aufnahme-Modi sehr flexibel auf individuelle Krisensituationen reagieren zu können.“ erklärt André Twele, der als Emergency on-call Officer (ECO) der Charter beim DLR in den ersten Stunden der Aktivierung die Aufgabe hatte, einen ersten Akquisitionsplan der Charter unter Einbeziehung sämtlicher Satellitenressourcen zu erstellen. „Hierbei war die Herausforderung, die anfangs noch grobe Vorhersage der Hurrikan-Zugbahn frühzeitig auf mögliche Schadensgebiete einzugrenzen, um die Satellitenaufnahmen effektiv planen zu können.“

Radar gelingt Blick durch die Wolken

Das Earth Observation Center (EOC) des DLR lieferte die Daten der DLR-Satelliten schnellstmöglich aus. Die Radaraufnahmen von TerraSAR-X in einem besonders großflächigen Aufnahmemodus ermöglichen es, kurz nach Landfall des Hurrikans die Ausmaße der Katastrophe präzise abzubilden. Ein entscheidender Vorteil ist dabei die Wetterunabhängigkeit des Radars. Während optische Satelliten nur Wolkenoberflächen abbilden, „ertastet“ das Radarinstrument auf dem Deutschen Satelliten durch Wolken hindurch die Landoberfläche und empfängt das zurückgeworfene „Echo“. Da Wasserflächen ein anderes Signal zurücksenden als nicht überschwemmte Oberflächen, sind Radarsatelliten innerhalb der Charter die erste Wahl bei großflächigen Flutkatastrophen.

„Die Charter erlaubt ihren autorisierten Nutzern – in der Regel nationale Katastrophenschutzbehörden – den Charter-Mechanismus bereits zu aktivieren, wenn der Katastrophenfall unmittelbar bevorsteht. Dies ist hier geschehen. So konnten wir unsere Satelliten frühzeitig so programmieren, dass bereits kurz nach dem Landfall des Hurrikans Aufnahmen gemacht wurden“, erklärt Jens Danzeglocke vom DLR Raumfahrtmanagement, der die Charter-Aktivitäten in Deutschland koordiniert.

Die aus den Satellitendaten abgeleiteten Überflutungskarten helfen dabei, Schutzmaßnahmen zu koordinieren, beispielsweise bei der Identifikation besonders betroffener Gebiete, der Abschätzung von Schäden an Infrastruktur und Verkehrswegen oder bei der Planung von Evakuierungszentren.

Internationale Charter „Space and Major Disasters“

Die DLR-Mitgliedschaft in der Charter wird arbeitsteilig durch das DLR Raumfahrtmanagement und das DLR Earth Observation Center (EOC) geleistet. Die Internationale Charter „Space and Major Disasters“ ist ein Zusammenschluss von Raumfahrtagenturen und Satellitenbetreibern mit dem Ziel, ein einheitliches System zur schnellen Aufnahme und Auslieferung von Satellitendaten im Katastrophenfall bereitzustellen.

Die Mitglieder der Charter ermöglichen damit die kostenfreie Verfügbarkeit von Satellitendaten für autorisierte Nutzer im Katastrophenfall, meist Katastrophenmanagement und Zivilschutzorganisationen, zur Unterstützung von Hilfsmaßnahmen im Fall von großen technischen Katastrophen oder Naturkatastrophen.

Die Daten der Charter werden entweder vom Nutzer selbst oder von Einrichtungen wie dem DFD-Nutzerservice beim Zentrum für Satellitengestützte Kriseninformation (ZKI) ausgewertet und die Ergebnisse werden den autorisierten Nutzern, den anfragenden Behörden, aber auch der Öffentlichkeit als Kartenprodukte zur Verfügung gestellt.

Auf den Bildern

Überflutungsgebiete bei Houston / Texas (USA): Interaktive Kartendarstellung der Überflutungsgebiete bei Houston / Texas (USA). TerraSAR-X Aufnahme vom 28. August 2017.

Überflutungsgebiet Corpus Christi mit markierten Hochwasserflächen: TerraSAR-X Satellitenaufnahme im Wide Scan-Modus vom 28. August 2017, überlagert mit extrahierten Hochwasserflächen (hellblau) und Fließgewässern (dunkelblau).

Überflutungsgebiet Corpus Christi vor Harvey: TerraSAR-X Satellitenaufnahme vor dem Wirbelsturm

Überflutungsgebiet Houston mit markierten Hochwasserflächen: TerraSAR-X Aufnahmen vom 29. August 2017 mit Hochwasserflächen (hellblau) und Fließgewässern (dunkelblau).

Überflutungsgebiet Houston vor Harvey: Aufnahme des Überflutungsgebietes Houston im Wide Scan-Modus, vor dem Wirbelsturm.