Alpine Fernerkundung für mehr Sicherheit in Berggebieten
| Ort | Davos |
| Gast | Dr. Yves Bühler – Alpine Remote Sensing |
| Interviewer | Riva Pinto |
Naturgefahren im Hochgebirge zu verstehen, erfordert häufig Daten aus Gebieten, die für Menschen gefährlich oder unzugänglich sind: steile Felswände, Lawinenanrissgebiete, instabile Hänge. Genau hier setzt die Forschungsgruppe Alpine Remote Sensing (WSL – Institut für Schnee- und Lawinenforschung SLF) in Davos an. Unter der Leitung von Dr. Yves Bühler nutzt das Team Drohnen, Photogrammetrie, LiDAR und weitere Fernerkundungsmethoden, um Schneehöhen zu kartieren, Lawinenablagerungen zu dokumentieren oder Felsbewegungen zu überwachen.
Im Gespräch erklärt Dr. Yves Bühler, welche Möglichkeiten autonome Systeme für die Naturgefahrenforschung eröffnen, welche Herausforderungen das Hochgebirge an den Drohneneinsatz stellt und wie sich dieses Feld zukünftig entwickeln wird.
SLF: Fernerkundung
Riva Pinto: Du arbeitest seit vielen Jahren mit Fernerkundung und Drohnen im Hochgebirge. Was hat dich ursprünglich in dieses Feld geführt und was fasziniert dich daran?
Yves Bühler: Ich war schon immer sehr interessiert an den Naturgefahren im Gebirge, daran wie sie entstehen, welche Prozesse und Schäden im Hochgebirge geschehen. Dem bin ich seit dem Studium treu geblieben. Was mich besonders fasziniert, ist die Kraft dieser Prozesse, die Gewalten, die auftreten können. In Zusammenhang mit der Fernerkundung finde ich spannend, wie viel mehr man mit dem Blick von oben sieht. Man erkennt nicht nur den einzelnen Stein, sondern die grossen Zusammenhänge, die Formen der Landschaft. Das finde ich nach wie vor sehr faszinierend.
Pinto: Deine Forschungsgruppe Alpine Remote Sensing setzt Drohnen in steilem, schwer zugänglichem alpinem Gelände ein. Welche Möglichkeiten eröffnen autonome Systeme für die Naturgefahrenforschung, die es vorher nicht gab?
Bühler: Wir können viel mehr und viel genauere Daten erheben. Oft war es schlicht zu gefährlich, an die wirklich interessanten Stellen zu gelangen, einen Anbruch von einem Steinschlag oder ein Lawinenanrissgebiet. Mit den Drohnen haben wir jetzt die Möglichkeit, selbst Daten zu erfassen, die äusserst genau und hoch aufgelöst sind. Man bekommt sehr viele Details auch von unzugänglichen Gebieten. Das ist ein Riesenvorteil.
Pinto: Welche Herausforderungen stellt das Hochgebirge an den Einsatz von Drohnen?
Bühler: Das Wetter, die Winde, die Kälte. Wir fliegen sehr oft auch im Winter. Und man muss mit den Drohnen in die Nähe kommen, was allein schon ziemlich aufwendig sein kann. Wir sind oft mit den Ski unterwegs und müssen die Gefahren einschätzen, um überhaupt an den Ort zu gelangen, den Flug durchzuführen und wieder sicher zu landen. Ein grosser Vorteil ist, dass wir mittlerweile über zehn Jahre Erfahrung haben und aus Hunderten von Flügen lernen konnten.
Pinto: Welche Sensoren und Methoden kommen konkret zum Einsatz?
Bühler: Wir nutzen viel Photogrammetrie, also Oberflächenmodelle und Orthofotos vom Gelände, zudem LiDAR und Multispektralsensoren. Wir sind aber auch offen für neuere Entwicklungen, zum Beispiel Radarsensoren. Da verfolgen wir gespannt, was technologisch kommt. Alles, das uns einen Nutzen für die Überwachung der Naturgefahren bringen kann, ist für uns spannend. Die Anwendungen gehen über Schneehöhen, Lawinenablagerungen und Felsbewegungen hinaus. Wir untersuchen zum Beispiel auch den Zustand von Bäumen, ob sie krank sind und umstürzen können, etwa in der Nähe von Stromleitungen. Das Spektrum umfasst eigentlich alles, was mit Gefahren im Gebirge zu tun hat.
Pinto: Eure Daten fliessen in Sicherheitsentscheidungen ein, die Menschen direkt betreffen. Wie verläuft der Weg von der Drohnenaufnahme bis zur konkreten Massnahme?
Bühler: Unsere Aufgabe ist mehr, die Dinge zu testen und zu zeigen, wie genau das funktioniert, wo die Probleme liegen und was es zu beachten gibt. Wir machen also eher Prototypen. In Extremfällen haben wir auch Daten sehr schnell an Gemeinden und Krisenstäbe geliefert, zum Beispiel in Brienz. Aber grundsätzlich schauen wir, wie man diese Ansätze in Zukunft einsetzen kann. Die operationelle Umsetzung geht dann oft an Ingenieurbüros, während wir uns dann schon die nächste Technologie anschauen.
Was die Genauigkeit betrifft: Es kommt sehr auf die Anwendung an. Wenn sich zum Beispiel ein Hang sehr schnell bewegt, brauchen wir keine Millimetergenauigkeiten. Da reicht eine Erfassung im Bereich von fünf Zentimetern. Wenn man aber sehr langsame Bewegungen überwacht, ist die Anforderung höher und das beeinflusst die ganze Prozessierung. Was wir heute haben, sind sehr genaue GPS auf den Drohnen, was enorm hilft. Aber mit der bestmöglichen Genauigkeit steigt natürlich auch der Aufwand.
Pinto: Wo siehst du momentan noch die grössten Hürden? Was müsste sich ändern, damit der Einsatz autonomer Systeme in der Naturgefahrenforschung sein volles Potenzial entfalten kann?
Bühler: Technologisch ist einiges mehr möglich, als regulatorisch möglich ist. Wir arbeiten daran, auch mit dem BAZL. Vor kurzem haben wir ein zweites SORA bekommen, also eine Bewilligung, um unter speziellen Bedingungen zu fliegen. Im Allgemeinen ist es jedoch so, dass die Forschung ähnlich wie ein privater Drohnenpilot behandelt wird, was mit restriktiven Regulierungen einhergeht. Testzentren können hier einen grossen Beitrag leisten: Dort kann man zeigen, was möglich wäre, testen, welche Massnahmen sinnvoll und wirksam sind, um das Risiko zu minimieren und dann Vorschläge entwickeln, wie man die Risikominimierung am besten gestalten kann. Das sehe ich als sehr hilfreich an.
Pinto: Wenn du in die Zukunft schaust, wie wird sich der Einsatz autonomer Systeme in der Naturgefahrenforschung weiterentwickeln? Was wäre eine wünschenswerte Zukunft?
Bühler: Das Potenzial ist riesig. Wir haben immer mehr Ideen und Anfragen, wie man Drohnen einsetzen kann. Die Leute beim BAZL machen einen guten Job, indem sie flexibel sind und sich auf neue Möglichkeiten einstellen. Es braucht sicher noch Zeit für Bewilligungen, aber das wird sich mit der Erfahrung verbessern. Sehr wünschenswert wäre es, einen spezielleren Status zu erhalten, wenn man Drohnen professionell betreibt. Was die Technologie betrifft: Längere Flugzeiten, neue Sensoren, gerade bei Radar sehe ich grosses Potenzial, weil man dann auch bei schlechtem Wetter fliegen kann. Die Sensoren werden immer kleiner, immer präziser. Auch die Datenprozessierung wird immer schneller und mächtiger. Da wird noch einiges kommen.
