Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Verbesserte Vorhersage von Geo-Risiken

09.03.2015

Die Umwelt ist ein komplexes, sensibles System, das sich ständig verändert. Zur Einschätzung von Geo-Risiken müssen daher viele Umweltparameter über lange Zeiträume beobachtet, dokumentiert und interpretiert werden.

Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Physikalische Messtechnik IPM und der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg arbeiten daran, Vorhersagen von Phänomenen wie Überschwemmungen, Bergstürzen oder Waldbränden zu verbessern. Das Projekt ist eines von zwölf Pilotprojekten im Rahmen des »Leistungszentrums Nachhaltigkeit Freiburg«.


Für den Einsatz in der Luft kommt ein besonders leichter Laserscanner zum Einsatz, der die Geometrie und Vegetation eines Geländes sehr effizient aus der Luft erfassen kann.

© Fraunhofer IPM

Wann wird der nächste Starkregen den Damm endgültig aufweichen? Unter welchen Bedingungen könnte der schon instabile Hang abrutschen? Wie hoch ist die Gefahr von Waldbränden bei anhaltend trockener Witterung? Naturkatastrophen kommen in der Regel überraschend.

Ziel des Projekts »MulDiScan« ist es, die Vorhersage von Naturkatastrophen zu verbessern und damit die Grundlage für vorbeugende Maßnahmen zu schaffen. »Dazu benötigen wir hochwertige Messdaten großer, teils schwer zugänglicher Landstriche, die geometrische Veränderungen von Strukturen erfassen«, sagt Dr. Alexander Reiterer, Projektkoordinator am Fraunhofer IPM.

»Die Daten allein helfen uns aber noch wenig. Wir arbeiten daher mit den Kolleginnen und Kollegen der Universität an einem ganzheitlichen Ansatz, mit dem wir Messdaten modellieren und interpretieren können.«

Für eine ausreichende Datenbasis müssen relevante Umweltparameter unter verschiedensten Umgebungsbedingungen erfasst werden. Bei den Messungen setzen die Wissenschaftler vor allem auf kleine unbemannte Luftfahrzeuge, sogenannte UAVs (»Unmanned Aerial Vehicles«).

Für den Einsatz von Sensorik auf UAVs gelten enge Grenzen, was Größe, Gewicht und Leistungsverbrauch angeht. »Die Sensoren müssen kleiner, leichter und energiesparender werden, damit wir sie in verteilten Systemen einsetzen können«, betont Reiterer, der die Entwicklung der Sensoren verantwortet.

Ausgerüstet mit einer Vielzahl an Sensoren, darunter beispielsweise ein Laserscanner und eine Kamera, sind die Systeme in der Lage, sehr schnell ein detailgenaues, dreidimensionales Abbild eines Geländes zu erstellen, das auch weitere Informationen wie beispielsweise Feuchte oder Temperatur beinhaltet. Grundlage der Datenerfassung sind hochgenaue Messungen der Geometrie auf Basis von Lichtlaufzeitmessungen:

Dabei wird die Zeit gemessen, die Lichtwellen oder Lichtpulse benötigen, um von einem Sender zu einem Objekt und zurück zu einem Detektor zu gelangen. Durch die Bewegung des Scanners und rasch aufeinanderfolgende Messungen ergibt sich eine Vielzahl an Messpunkten, die ein 3D-Profil der zu messenden Oberfläche ergeben. Zusätzlich vorhandene oder erfasste Parameter wie Temperatur oder Feuchte werden dann in einen zeitlichen und räumlichen Bezug zu den geometrischen Daten gebracht.

Diese aktuellen, hochwertigen Messdaten sind aber nur ein erster Schritt auf dem Weg zu einer besseren Vorhersage möglicher Georisiken. Für zuverlässige Prognosen ist es notwendig, die Informationen mit weiteren Mess- und Erfahrungswerten zu kombinieren. Aus einer ausreichend großen Anzahl an Daten werden sich zukünftige Änderungen einzelner Größen zuverlässiger vorhersagen lassen, um lokale oder auch globale Veränderungen abzuleiten.

Warum sind manche Regionen bei Starkregen von Überflutungen oder Hangrutschungen betroffen, andere Gebiete dagegen kaum oder gar nicht? Fragen wie diese sollen durch die Erkenntnisse aus dem Projekt »MulDiScan« in Zukunft schneller und zuverlässiger beantwortet werden.

Hintergrund:

Das Projekt »MulDiScan« ist eines von zwölf Pilotprojekten im Rahmen des »Leistungszentrums Nachhaltigkeit Freiburg«, das vom Land Baden-Württemberg, der Universität Freiburg und der Fraunhofer-Gesellschaft finanziert wird.

Holger Kock | Fraunhofer IPM
Weitere Informationen:
http://www.ipm.fraunhofer.de/de/presse_publikationen/Presseinformationen/MulDiScan_vorhersage-von-geo-risiken.html

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Geowissenschaften:

nachricht Erdbeben auf Island über Telefonglasfaserkabel registriert
25.03.2020 | Helmholtz-Zentrum Potsdam - Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ

nachricht Wie Pflanzen Berge formen
20.03.2020 | Eberhard Karls Universität Tübingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Geowissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Corona-Pandemie: Medizinischer Vollgesichtsschutz aus dem 3D-Drucker

In Vorbereitung auf zu erwartende COVID-19-Patienten wappnet sich das Universitätsklinikum Augsburg mit der Beschaffung von persönlicher Schutzausrüstung für das medizinische Personal. Ein Vollgesichtsschutz entfaltet dabei in manchen Situationen eine bessere Schutzwirkung als eine einfache Schutzbrille, doch genau dieser ist im Moment schwer zu beschaffen. Abhilfe schafft eine Kooperation mit dem Institut für Materials Resource Management (MRM) der Universität Augsburg, das seine Kompetenz und Ausstattung im Bereich des 3D-Drucks einbringt, um diesen Engpass zu beheben.

Das Coronavirus SARS-CoV-2 wird nach heutigem Wissensstand maßgeblich durch Tröpfcheninfektion übertragen. Dabei sind neben Mund und Nase vor allem auch die...

Im Focus: Hannoveraner Physiker entwickelt neue Photonenquelle für abhörsichere Kommunikation

Ein internationales Team unter Beteiligung von Prof. Dr. Michael Kues vom Exzellenzcluster PhoenixD der Leibniz Universität Hannover hat eine neue Methode zur Erzeugung quantenverschränkter Photonen in einem zuvor nicht zugänglichen Spektralbereich des Lichts entwickelt. Die Entdeckung kann die Verschlüsselung von satellitengestützter Kommunikation künftig viel sicherer machen.

Ein 15-köpfiges Forscherteam aus Großbritannien, Deutschland und Japan hat eine neue Methode zur Erzeugung und zum Nachweis quantenverstärkter Photonen bei...

Im Focus: Physicist from Hannover Develops New Photon Source for Tap-proof Communication

An international team with the participation of Prof. Dr. Michael Kues from the Cluster of Excellence PhoenixD at Leibniz University Hannover has developed a new method for generating quantum-entangled photons in a spectral range of light that was previously inaccessible. The discovery can make the encryption of satellite-based communications much more secure in the future.

A 15-member research team from the UK, Germany and Japan has developed a new method for generating and detecting quantum-entangled photons at a wavelength of...

Im Focus: Nachwuchswissenschaftler der Universität Rostock erfinden einen Trichter für Lichtteilchen

Physiker der Arbeitsgruppe von Professor Alexander Szameit an der Universität Rostock ist es in Zusammenarbeit mit Kollegen von der Universität Würzburg gelungen, einen „Trichter für Licht“ zu entwickeln, der bisher nicht geahnte Möglichkeiten zur Entwicklung von hypersensiblen Sensoren und neuen Technologien in der Informations- und Kommunikationstechnologie eröffnet. Die Forschungsergebnisse wurden jüngst im renommierten Fachblatt Science veröffentlicht.

Der Rostocker Physikprofessor Alexander Szameit befasst sich seit seinem Studium mit den quantenoptischen Eigenschaften von Licht und seiner Wechselwirkung mit...

Im Focus: Junior scientists at the University of Rostock invent a funnel for light

Together with their colleagues from the University of Würzburg, physicists from the group of Professor Alexander Szameit at the University of Rostock have devised a “funnel” for photons. Their discovery was recently published in the renowned journal Science and holds great promise for novel ultra-sensitive detectors as well as innovative applications in telecommunications and information processing.

The quantum-optical properties of light and its interaction with matter has fascinated the Rostock professor Alexander Szameit since College.

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Europäischer Rheumatologenkongress EULAR 2020 wird zum Online-Kongress

30.03.2020 | Veranstaltungen

“4th Hybrid Materials and Structures 2020” findet web-basiert statt

26.03.2020 | Veranstaltungen

Wichtigste internationale Konferenz zu Learning Analytics findet statt – komplett online

23.03.2020 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Pool-Testen von SARS-CoV-2 Proben erhöht die Testkapazität weltweit um ein Vielfaches

31.03.2020 | Medizin Gesundheit

Konservierung von Hodenzellen zum Erhalt gefährdeter Katzenarten

31.03.2020 | Biowissenschaften Chemie

Neuer Quantenzustand nachgewiesen

31.03.2020 | Physik Astronomie

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics