Satelliten-Flood-Mapping entlang der Küste von Queensland, zusammengestellt aus Bildern des europäischen Radarsatelliten Sentinel-1A. Europäische Weltraumorganisation / Smart Spatial Technology Development Laborator (SSTD), UNSW, Verfasser bereitgestellt

Viele Teile von Queensland waren schon erklärte Katastrophengebiete und Tausende von Einwohnern wurden aufgrund einer 1-in-100-Jahresflut evakuiert. Townsville befindet sich im Epizentrum des "beispiellosen" Monsunregenfalls, der innerhalb weniger Tage mehr als ein Jahr Regen gebracht hat. Der Notfall ist noch lange nicht vorbei und es wird noch heftiger Regen erwartet.

Für diese monumentale Störung sind Notfallarbeiten erforderlich, um wichtige Infrastrukturen wie Brücken, Dämme, Autobahnen, Eisenbahnen, Umspannwerke, Stromleitungen und Telekommunikationskabel zu sichern. Dies erfordert wiederum eine genaue und zeitnahe Kartierung von Hochwasser.

Zum ersten Mal in Australien hat unser Forschungsteam die Überschwemmungen mit einer neuen Technik mit europäischen Satelliten genau beobachtet, sodass wir unter der Wolkendecke „sehen“ und die Entwicklungen vor Ort erkennen können.

Da das Hochwasser derzeit eine 700km-Küstenlinie von Cairns bis Mackay abdeckt, würde es Tage dauern, bis sich das Gesamtbild des Hochwassers mithilfe von Luftlandekartierungen zusammengesetzt hat. Darüber hinaus werden herkömmliche optische Bildgebungssatelliten durch Wolkendecke leicht geblendet.

Ein Radarsatellit kann jedoch innerhalb von Sekunden den gesamten Staat überfliegen, und eine genaue und umfassende Flutkarte kann in weniger als einer Stunde erstellt werden.

Augen über den Himmel

Unsere neue Methode verwendet eine bildgebende Technologie namens "Synthetic Aperture Radar" (SAR), die den Boden Tag oder Nacht durch Wolken oder Rauch beobachten kann. Durch das Kombinieren und Vergleichen von SAR-Bildern können wir den Fortschritt einer sich entfaltenden Katastrophe wie einer Flut feststellen.

In einfachen Worten: Wenn ein Bereich im ersten Bild nicht überflutet wird, im zweiten Bild jedoch überschwemmt wird, kann die resultierende Diskrepanz zwischen den beiden Bildern dazu beitragen, die Ausdehnung des Hochwassers aufzudecken und die fortschreitende Hochwasserfront zu identifizieren.

Um diesen Vorgang zu automatisieren und genauer zu machen, verwenden wir zwei Bildpaare: ein vor der Flut aufgenommenes „Pre-Event-Paar“ und ein „Co-Event-Paar“, das aus einem Bild vor der Flut und einem späteren Bild besteht während der Flut.

Die europäischen Satelliten wurden strategisch so betrieben, dass sie einmal alle 12-Tage weltweit Bilder sammeln, sodass wir diese neue Technik in Townsville testen können, sobald Hochwasser auftritt.

Um die aktuellen Überschwemmungen in Townsville zu überwachen, haben wir die Bilder vor den Ereignissen auf Januar 6 und Januar 18, 2019, aufgenommen. Das Co-Event-Paar wurde am Januar 18 und Januar 30 gesammelt. Diese Bildsätze wurden dann verwendet, um die unten abgebildete genaue und detaillierte Flutkarte zu erstellen.

Die Bildvergleiche können alle algorithmisch durchgeführt werden, ohne dass ein Mensch die Bilder selbst prüfen muss. Dann können wir einfach nach Bildpaaren mit erheblichen Diskrepanzen Ausschau halten und dann unsere Aufmerksamkeit auf diese konzentrieren.

Unsere Technik vermeidet möglicherweise die Überwachung von Überschwemmungen von Aufklärungsflugzeugen aus der Luft - eine gefährliche oder sogar unmögliche Aufgabe bei starkem Regen, starkem Wind, dichten Wolken und Blitzen.

Diese zeitnahen Flutdaten von Satelliten können dazu verwendet werden, kritische Infrastrukturen wie Umspannwerke abzuschalten, bevor sie mit Flutwasser erreicht werden.

Über den Autor

Linlin Ge, Professor, UNSW

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