Die Copernicus-Prozesskette von der Initiierung bis zum
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Die Copernicus-
Prozesskette von der
Initiierung bis zum
Nutzerprodukt
„Hochwassermaske“
Emergency Management Dr. Annett WANIA, JRC
WS Großräumiges Hochwassermonitoring,
Koblenz 5-6/12/2018
Copernicus Emergency Management Service (EMS)
Emergency
Management • Operationell seit April 2012
• Kombiniert Fernerkundungsdaten mit anderen Geodaten
• Im Dienste Europas mit weltweiten Anwendungen
Komplementär zu nationalen Bemühungen
• Bereitstellung von Geoinformation für nationale
Behörden und das Zentrum für die Wiederherstellung
Koordination von Notfallmaßnahmen
in Brüssel (ERCC*)
Lagebewältigung
Vorbereitung
2
* Generaldirektion Humanitäre Hilfe & Katastrophenschutz (DG ECHO)
Übersicht der EMS Dienste
Emergency
Management
On-demand Mapping Forest Fire Information System
(EFFIS, GWIS)
Gebietsspezifische
Bereitstellung von Historische &
Geoinformation zur Echtzeit-
Unterstützung im Krisenfall information zu
& zur Risikobewertung, Waldbränden
Krisenvorbeugung, Wiederaufbau
Flood Warning System (EFAS, GloFAS) Drought Observation System
Hochwassermonitoring und -vorhersage (EDO, GDO)
Frühwarnung &
-vorhersage von
Trockenheit und
deren
Auswirkung Likelihood of Drought Impact, 16 October 2015
3
EMS On-Demand Mapping
Emergency • http://emergency.copernicus.eu/mapping
Management
• Auf Anfrage (bei Bedarf) nur durch autorisierte Nutzer => für Deutschland: GMLZ (BBK)
• Zentrale Annahmestelle für alle Anfragen: ERCC in Brüssel
• 4-Jahres Rahmenverträge (neuer Vertrag startet im Februar 2019)
Authorisierter Nutzer
Nationale Zivilschutzbehörden oder ERCC @DG ECHO
JRC andere Ansprechpartner
Inhaltliche Koordination und
Technische Koordination & Verwaltung von Nutzeranfragen
Management der Dienstleistungs- (24/7), Autorisierter Nutzer
verträge, Qualitätskontrolle,
Weiterentwicklung, Bereitstellung
der Produktplattformen
ESA Dienstleister
Zusamenschluss von Dienstleistern aus
Bereitstellung der Fernerkundungsdaten,
Industrie und Akademia, Mapping
Management der Verträge mit den
Produktion
einzelnen Satellitenmissionen, Sentinels 4
EMS Mapping - Module
Emergency
Management
Rapid Mapping Risk & Recovery Mapping
• “On-demand” 24/7/365 • “On-demand” Werktags
• Zeitnahe Bereitstellung • Unterstützung im Krisenfall
satellitenbasierter GI zur & zur Risikobewertung,
Unterstützung im Krisenfall Krisenvorbeugung, Wiederaufbau
• Hochstandardisierter • Nicht standardisiert
Arbeitskreislauf & Eilzugang zu • Bereitstellung innerhalb einiger
Satellitendaten Wochen-Monate
• Bereitstellung innerhalb weniger
Stunden/Tage
http://emergency.copernicus.eu/mapping 5
Rapid Mapping Produktportfolio
Emergency
Management • 3 Standardprodukte (maps) mit Standardlieferzeiten
Produkt Lieferzeiten*
Inhalt
(map) SL1 SL5
Reference Detaillierter Überblick über die Referenzsituation 9h 5 Tage
(vor der Krise)
Delineation Ausweisung der betroffenen Gebiete 12h** 5 Tage
z.B. überschwemmte, abgebrannte Flächen; inkl. quantitave
Abschätzung der betroffenen Bevölkerung & Wirtschaftsgüter
Grading Schadenskartierung (Schadensgrad & dessen räumliche 12h** 5 Tage
Verteilung) z.B. Zustand von Gebäuden und Transportwegen
* Dauer nach Erhalt der Satellitenbilder, je nach service level (SL)
** Bereitstellung einer ersten Schätzung bereits nach 3h (First Available Map)
7
Zugang zu den Bilddaten 1 - Spaceborne
Emergency
Management Welche Satelliten/Sensoren?
• Nutzung von sehr hoch und
hochauflösenden Bilddaten (
Zugang zu den Bilddaten 2 - Airborne
Emergency
Management EMS Pilotstudie zur Bereitstellung von Aufnahmen durch bemannte
und unbemannte Plattformen
– Komplementär zu Satellitendaten
– Ziel ist „Rush“-bereitstellung (innerhalb von 48h)
– Beschränkung auf optische Daten (VIS, NIR, Höhendaten)
Weiterführung als operationelle EMS Komponente (WP2019)
mit zusätzlichen Sensoren
9
Rapid Mapping - Einblick in die Statistiken
Emergency
Management 30% aller Aktivierungen sind für Hochwasserereignisse
Das am häufigsten angefragte Produkt bei Aktivierungen für Hochwasserereignisse ist
die Hochwassermaske (ca. 70% delineation maps)
Hierfür werden zu 90% Radardaten verwendet
Auflösung der Radardaten: 82% in 4-30m (User driven)
334 Aktivierungen zwischen 04/2012-11/2018) Auflösung (m) %*
Auswahl des Sensors
Emergency
Management • Radardaten • Optische Daten
+ Unabhängig von Wetter und + Leicht verständlich
Sonnenlicht (Aufnahmen 2x/Tag), + Präziser
+ Großflächige Kartierung – Beeinträchtigung bzw. Verhinderung
+ Radiometrie von Wasseroberflächen durch Wolken, Dunst
– Hohe Ungenauigkeit in städtischen & – Abhängig von Sonnenstrahlung
in baumbewachsenen Gebieten (1x/Tag, begrenzt nutzbar in
Wintermonaten wegen kurzen Tagen
& niedrigem Sonnenstand)
Pleiades Pleiades Radarsat-2
(True colour composition RGB) (False colour using NIR band)
11
11 (EMSR087)
All images acquired during Copernicus EMS activation for floods in Bosnia-Herzegovina , May 2014Arbeitskreislauf der Notfallkartierung
Emergency
Management
Disaster Image data provision
through REACT*
End Authorisierter Service ERCC Service
Nutzer Nutzer Request Criteria check activation
Production
Service Provider
Product specification &
Satellite image ordering
JRC Product Production
Quality delivery SFTP Map delivery
control EMS Portal
12Hochwassermaske Methodik
Emergency 1. Identifizierung der Referenzgewässer
Management
2. Halb-automatische Extraktion der Wasserflächen
• Unsupervised classification refined with smoothing & homogenisation techniques
• Visual inspection used for parameter set-up & removal of false alarms
3. Export to vector
Inputdaten Pixel based unsupervised classification
1. SAR oder optische Bilddaten followed by semi-automatic refinement:
2. Andere (nicht-EO) Daten: A – Baseline with SAR data (e-FLOOD)
• Höhenmodell
B – Alternative with optical data
• Hydrologie (Referenzgewässer und -
(band combination)
wasserflächen von EO oder nicht-EO)
• Transportwege (zur Fehlerbeseitigung)
(Figure above from Ajmar et al., 2017. Response to Flood Events: The Role of Satellite‐based Emergency
Mapping and the Experience of the Copernicus Emergency Management Service. In: Flood Damage Survey
and Assessment: New Insights from Research and Practice, Geophysical Monograph 228, pp. 213-228) 13Durchschnittliche Dauer der Informationsbereitstellung
Emergency
Management RM Arbeitskreislauf
Einige
Stunden min 3h
bis 2 Tage
Produktion
~2h Bereitstellung
der
Satellitenbild-
daten
Aktivierung
Disaster
Ca. 52h
(Durchschnitt aller Aktivierungen 2015-2018)
14Frühwarnsystembasiertes „Pre-tasking“
Emergency
Management Was und Warum?
• Satellitendatenbestellung vor einer offiziellen Nutzeranfrage (Aktivierung)
• Dient der zeitlichen Optimierung von Aufnahmezeitpunkt und
Ereignisverlauf
• Basierend auf EFAS/GloFAS Warnungen
• Kriterien für die Warnung: räumliche Lage &
Ausdehnung, sozio-ökonomische
Auswirkungen
• Warnung wird ca. 24h vor dem erwarteten
Ereignis beim RM Dienstleister eingereicht
(Frequenz der Warnungen: 2x/Tag 9 & 15
Uhr)
• Ausschließlich Radardaten 10-30m werden
angefragt
15“Pre-tasking” Beispiel & Fazit
Emergency
Management Beispiel Hochwasser N-Frankreich, Juni 2016
Erstes Fazit
• Verbesserung des Verfahrens durch erste
Erfahrungen (Testphase )
• Zeitlicher Gewinn konnte nachgewiesen werden
• Gleichzeitige Sensibilisierung und Verbindung der
HW- und Zivilschutznutzer Pre-taskings
RM Aktivierung
• Ausweitung auf andere Katastrophen
16Abschliessende Betrachtungen und Ausblick
Emergency
Management • Zeit versus Genauigkeit (Abwägung)
– Wann und wofür braucht der Nutzer die Information?
Rapid Mapping für zeitkritischen Bedarf (ausschliesslich EO Daten)
Risk & Recovery Mapping für genauere Kartierung (Kombination mit nicht-EO Daten)
• Verbesserung des “timings” im Rapid Mapping
1. Weiterführung und Ausbau des „Pre-taskings“
2. Verkürzung der Lieferzeiten (ab Februar 2019)
• First Estimate Product in 2h nach Datenbereitstellung
• Verkürzung der Produktionszeiten für Delineation Vektor Daten auf 7h (=> web services)
3. Neuer Ansatz für die Planung von Satellitenbildaufnahmen (Test in
Zusammenarbeit mit ESA)
• Weg vom „one-only“ dataset (weil es ein Grund von Verzögerungen ist)
• Pro-aktives Tasking der CCMEs anregen bei größeren Katastrophen
4. Kontinuierliche Aufklärung und Information der Nutzer über Möglichkeiten &
Grenzen der Fernerkundung
17Abschliessende Betrachtungen und Ausblick
Emergency
Management • Erweiterung der Rapid Mapping Kapazität
– ab 02/2019 höhere RM-Produktionskapazität (Vergrößerung der parallel mind.
zu analysierenden Fläche)
– Anfragen sind zunehmend für größere Flächen (IE, FR)
• Erweiterung des CEMS Portfolios
– Einführung von genaueren, nicht-zeitkritischen Standardprodukten & -paketen
für die Hochwasserkartierung (2020) (Risk & Recovery, langsame RM
Produktion)
– Integration von Daten aus social media und crowd sourcing (H2020 E2mC)
– Machbarkeitsstudie (09/2018-02/2019) Sentinel-1 basierte kontinuierliche
Hochwasserkartierung => Anforderungen, technische Umsetzung und Kosten
eines operationellen Dienstes
18Für weitere Informationen
Emergency
Management
Wie kann ich den Dienst aktivieren?
http://emergency.copernicus.eu/mapping/ems/how-use-service
“Bedienungsanleitung”
http://emergency.copernicus.eu/mapping/ems/copernicus-ems-user-
guide
Liste der Rapid Mapping Aktivierungen
https://emergency.copernicus.eu/mapping/list-of-activations-rapid
Für weitere Fragen:
JRC-EMS-MAPPING@ec.europa.eu
19Sie können auch lesen
