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Ausgangssituation / Motivation

Aktuell leben laut UN-Habitat bereits über die Hälfte der Weltbevölkerung in Städten bzw. urbanen Siedlungsgebieten. Dies verlagert auch zunehmend die Einsatzgebiete von humanitären Hilfsorganisationen wie dem Internationalen Komitee des Roten Kreuzes ICRC, Ärzte ohne Grenzen (Médecins sans Frontières, MSF), oder SOS Kinderdörfer.

Eine der wesentlichen Informationen bei fast allen Hilfseinsätzen ist die Bevölkerungszahl bzw. Bevölkerungszusammensetzung und -verteilung in den betroffenen Gebieten und der Überblick über die Gebäudestruktur.

Inhalte und Zielsetzungen

Da Volkszählungsdaten oft nicht verfügbar oder veraltet sind, untersucht dieses Projekt die zeitkritische Ableitbarkeit von Bevölkerungszahlen aus Copernicus Erdbeobachtungsdaten. In dem laufenden FFG-ASAP 12 Projekt EO4HumEn+ entwickeln die Partner u.a. Informationsprodukte für den humanitären Einsatz in urbanen Gebieten, unter Adaption des derzeit bereits prä-operationell angebotenen EO-basierten ‚population tool‘ für Bevölkerungsabschätzungen in Flüchtlingslagern.

Erfahrungen dieser Projekte haben gezeigt, dass in urbanen Gebieten neben den Gebäudeabgrenzungen auch die Einbeziehung von Gebäudehöhen und -funktionen entscheidend sind. Allerdings sind die dafür notwendigen bi- oder tri-Stereo Daten, gerade im Krisenfall, oft nur unzureichend verfügbar. Hingegen sind mehrere Einzelaufnahmen von verschiedenen Sensoren gerade bei Katastrophenszenarien oft schon vorhanden sind oder können einfach getaskt werden.

Methodische Vorgehensweise

Diese Sondierungsstudie untersucht die Möglichkeit, sogenannte mixed stereo‘ Daten für die DOM- (digitales Oberflächenmodell) Generierung zu verwenden, z.B. eine Kombination aus WorldView und Pléiades mit unterschiedlichen Aufnahmezeitpunkten, für eine schnelle und genaue Bevölkerungsabschätzung (mono-temporal) als auch die Abschätzung von 3D Veränderungen (multi-temporal, z.B. Zerstörungen nach Naturkatastrophen etc.).

Insbesondere geht es um ein Austesten der Möglichkeiten und Limitierungen in Bezug auf Bildauflösung, Aufnahmegeometrie, Beleuchtungs- und saisonale Effekte. Die Qualität der generierten DOMs wird maximal genauso gut wie ein unter idealen Bedingungen (bi- oder tri-Stereoaufnahmen) generiertes Oberflächenmodell sein, aber für entsprechende Anwendungen mitunter ausreichend.

Die Modellierung von Bevölkerungsdaten gerade auch in Situation mit niedrigerer Datenqualität ("sparse data situations") soll dabei miteinbezogen werden. Selbst bei Vorliegen optimaler Satellitendaten sind zusätzliche Informationen zu Belegungsraten und Gebäudefunktionen für eine Bevölkerungsabschätzung notwendig.

Erwartete Ergebnisse

In dem Projekt werden realistische Szenarien für die Testgebiete Salzburg, Port-au-Prince und Aleppo definiert, getestet und mit einem benchmark case in Österreich verglichen. Soweit verfügbar werden die Geometrien aus einem digitalen Kataster oder OpenStreetMap, sowie die Höheninformation von Airborne Laserscanning Daten oder Stereo-Luftbildern verwendet.

Bevölkerungsdaten werden, soweit vorhanden, mit gerasterten Zensusdaten verglichen. Das Projekt zeichnet sich durch eine spezifische technisch-inhaltliche Partnerkonstellation aus, die sowohl die strategischen Inhalte der FFG/ALR – DRL Kooperation als auch des Swiss Space Implementation Plan (SSIP) berücksichtigt.

Projektleitung

Universität Salzburg Fachbereich Geoinformatik – Z_GIS

Projektpartner:innen

• Austrian Institute of Technology GmbH (AIT)
• Deutsches Zentrum f. Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)
• University of Geneva/GRID-Geneva (UNIGE/GRID)

Universität Salzburg
Fachbereich Geoinformatik – Z_GIS
Dr. Lorenz Wendt PhD
Hellbrunnerstrasse 34
A-5020 Salzburg