Entscheidungsunterstützungssystem nutzt Satellitendaten für die Brandvorhersage und -bekämpfung
Aufgrund der globalen Erwärmung nehmen Waldbrände ein immer bedrohlicheres Ausmaß an. Die Waldbrandsaison zieht sich immer länger hin. Wenn Brände auftreten, sind sie heißer, zahlreicher und breiten sich schneller aus als je zuvor. Dabei entstehen enorme ökologische und wirtschaftliche Schäden. Außerdem lassen Langzeitprognosen vermuten, dass sich die Lage noch weiter zuspitzen wird. Gemäß der EU-Forststrategie 3 müssen Feuerwehrleute und Verwaltungsbehörden den Schwerpunkt von unmittelbaren Reaktionen auf eine langfristige Präventionsplanung verlagern. Dies erfordert jedoch die Fähigkeit, die Brandentstehung und das Brandverhalten sowie langfristige Trends vorherzusagen. Leider fehlt den europäischen Agenturen derzeit diese Fähigkeit. So sind Daten aus verschiedenen Quellen schlecht integriert, die Entstehung von Bränden wird erst zu spät erkannt und die aktuellen Brandschutzinstrumente erfüllen ihren Zweck nur unzureichend.
Entscheidungsunterstützung
Im Rahmen des EU-finanzierten Projekts S2IGI wurde ein Entscheidungsunterstützungssystem als Software zur Förderung der Brandbekämpfung entwickelt. Der Name des Projekts leitet sich vom italienischen Ausdruck „Sistema Satellitare Integrato Gestione Incendi“ ab und bedeutet so viel wie integriertes Satellitensystem für die Waldbrandbekämpfung. Die Entwicklung des Entscheidungsunterstützungssystems baute auf den Erkenntnissen der Projektpartner auf. Das System wurde zwar ursprünglich für die Waldbrandbekämpfung auf Sardinien eingerichtet, wird letztlich jedoch weltweit anwendbar sein. Es bestimmt den gesamten Prozess der Brandbekämpfung, der sich in drei Hauptphasen unterteilen lässt: die strategische Phase, d. h. Waldbrandverhütung und -eindämmung, die taktische Brandbekämpfungsphase und die Phase nach dem Ereignis, die Erholungsphase. „Die strategische Phase wird durch Indexkarten über Kraftstofflager und Brandwahrscheinlichkeiten, die taktische Phase durch Karten der Brandherde und Flammenfronten – mit integrierten Wetter- und Geländedaten – und die letzte Phase durch Karten der Brandgebiete unterstützt“, erklärt Projektkoordinator Maurizio Cao.
Satellitenbilder
Solche Karten kombinieren mehrere Arten hochauflösender Satellitendaten, um Indizes über die Vegetationsbedeckung und den Kraftstoffbestand zu generieren. Diese ergeben zusammen mit Wetter- und Bodendaten einen Index über Brandwahrscheinlichkeiten. Zur Erfassung von Brandherden und Flammenfronten nutzen spezielle Algorithmen eine Kombination aus sichtbarem Licht und Infrarot-Satellitendaten. Der Algorithmus ist derzeit auf 4 Grad genau, aber mit neuen Versionen, die maschinelles Lernen unterstützen, wird seine Genauigkeit schließlich noch auf 0,5 Grad verbessert werden können. Zum Vergleich der Vegetationsbedeckung vor und nach dem Brand sowie zur Abbildung der betroffenen Gebiete verwendet das System ebenfalls Satellitendaten. Das Entscheidungsunterstützungssystem verbindet alle relevanten Variablen, die sich bei einem Brand von Minute zu Minute ändern können, und ermöglicht so einen auf Prioritäten und der Bewertung von Risikofaktoren beruhenden Entscheidungsprozess. Das System bietet Vorschläge, wie Ressourcen in Abhängigkeit der unmittelbaren Bedingungen optimal zur Brandbekämpfung eingesetzt werden können. „Unter Verwendung der aktuellen Version des Algorithmus haben wir bei großen Waldbränden eine Erkennungsleistung von 90 % mit einer falsch-positiven Wahrscheinlichkeit von 5 % erreicht.“ Er fügt hinzu, dass der eigentliche Vorteil des S2IGI-Systems darin besteht, dass große Gebiete automatisch vom Weltraum aus überwacht werden können, ohne dass Ressourcen vor Ort eingesetzt werden müssen. Aktualisierungen des Systems werden in regelmäßigen Abständen von fünf Minuten durchgeführt. Der nächste Schritt des Projekts sieht die Vermarktung des Systems an Brandschutzbehörden und Versicherungsgesellschaften in Spanien, Italien und Portugal vor. Darüber hinaus wird das Team einen Antrag auf EU-Finanzierung der Phase 2 stellen, um sowohl das Produkt als auch den Vermarktungsprozess zu verfeinern. Das System von S2IGI wird eine effektivere Brandbekämpfung mit weniger Ressourcen ermöglichen, was wiederum bedeutet, dass mehr Wald, Eigentum und Leben gerettet werden können.
Schlüsselbegriffe
S2IGI, Satellitendaten, Brandbekämpfung, Algorithmus, Entscheidungsunterstützungssystem, Waldbrand, Vegetationsbedeckung, Forststrategie
