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Wie Unternehmen Satellitendaten künftig nutzen werden

Feature | 6. März 2017 von Andreas Schmitz 16

Ob Unternehmen Schäden durch Naturkatastrophen absichern, Landwirte ihre Sensoren durch Multispektralbilder aus dem All ersetzen oder Stadtentwickler staufreie Innenstädte konzipieren: Künftig werden Satellitendaten immer wichtiger.

Als Thomas Reiter vor mehr als zehn Jahren seinen fast sechsstündigen Außeneinsatz auf der Internationalen Raumstation ISS absolvierte und die Erde in einer Geschwindigkeit von mehr als 25.000 Kilometer pro Stunde umkreiste, ging die Sonne fast vier Mal unter und wieder auf. Und immer bot sich dem Astronauten der Europäischen Raumfahrtagentur ESA ein Blick auf die Erde aus mehr als 400 Kilometer Entfernung. „Wirbelstürme, Blitze, Rauchschwaden durch Brandrodung oder militärische Konflikte: Alles war zu sehen“, erläutert der Astronaut der ESA.

Satellitendaten: Effizienter als tausende Sensoren

Etwas detaillierter als Reiters Blick hinunter mit bloßem Auge schauen die Sentinel-Satelliten der ESA auf die Erde, die 300 Kilometer weiter entfernt als die ISS in ihrem Polar-Orbit um die Erde kreisen. Die Erdbeobachtungssatelliten werden im Rahmen des Copernicus-Programms immer paarweise ins All geschickt, die Mission 1 liefert Radardaten für Land und Meere, Mission 2 ein „Monitoring der Erdoberfläche“ mit Hilfe von Multispektralanalysen und Mission 3 primär See- und atmosphärische Daten. Die Satelliten sind beispielsweise in der Lage, zu erkennen, um wie viel Zentimeter Hochhäuser pro Jahr absinken oder Erdbeben Land absenken oder verschieben, können aber auch eine Spektralanalyse in 12 Schichten von der Erde machen. „So viele Sensoren können Sie auf der Erde gar nicht installieren, um diese Menge an Informationen zu bekommen, die in Satellitenaufnahmen stecken“, ist sich Reiter sicher.

Herausforderung: Rohdaten der Satelliten konsumierbar machen

Das Manko bisher: „Die Daten sind Rohdaten, mit denen nur Experten der ESA etwas anfangen können“, erläutert Hinnerk Gildhoff, als Entwicklungsleiter bei SAP damit beschäftigt, diese Rohdaten, die viertelstündlich aktualisiert aufschlagen, aufzubereiten und mit anderen Daten zu mischen, um Unternehmen damit Mehrwerte bieten zu können. Der so genannte SAP Earth Observation Analysis Service ist als Service seit Anfang Januar 2017 verfügbar. 1.200 Interessenten haben sich seitdem bereits für diesen SAP-HANA-basierten Dienst registriert, für den SAP für 1.000 Abfragen gerade einmal einen US-Dollar berechnet.

Szenarien für Geo-Daten

Vor einem Jahr fragte SAP 15 ihrer Kunden an, um Anwendungen auf Basis der „geospatial engine“ zu entwickeln. Der Rückversicherungskonzern Munich RE zeigte reges Interesse und entwickelte zusammen mit SAP die „Wildfire-Applikation“, ein aktuell in der Beta-Version eingesetzter Service, der die Wahrscheinlichkeit von Waldbränden auf der Erde in fünf Risikoklassen einteilt. Beim Münchner Rückversicherer arbeiten inzwischen zwei Teams an neuen Anwendungen, besonders für die Risikoabschätzung von Naturkatastrophen. Um in dem noch jungen Geschäft mit Satellitendaten neue Industrien zu erschließen, wird SAP zunächst in drei Bereichen industriespezifische Microservices entwickeln, die auf dem SAP Earth Observation Analysis Service aufsetzen – für die Versicherungswirtschaft, den Bereich der digitalisierten Landwirtschaft sowie Smart Cities:

1. Versicherungen: Einschätzung der Gefahr durch Naturkatastrohen inkl. Warnungs-Service

Ob Fluten, Starkregen, Erdrutsche oder Waldbrände: Auf Satellitenbildern sind die zunehmenden Wasserflächen, abnehmende Sandareale oder Veränderungen in der Vegetation abgebildet. „Über Anomalien können wir etwa auf Waldbrände zurückschließen“, erläutert Gildhoff, der Daten über lange Zeit hinweg sammeln will und über das System-Langzeitgedächtnis herausfinden kann, wo und unter welchen Randbedingungen sich bestimmte Ereignisse häufen. Vorteil: Einerseits lassen sich die Policen der Versicherer präzise anpassen, andererseits Automatismen einrichten, die etwa bei einem hohen Risiko Warnungen versenden.

2. Digitale Landwirtschaft: Böden analysieren

Heute nutzen Landwirte bereits Plattformen, mit deren Hilfe sie über eigene Sensordaten und Wetterinformationen ihre Erträge optimieren. Der Vorteil der ESA-Daten besonders aus der Mission 2 liegt darin, dass sie potenziell in der Lage sind, bestehende Sensordaten zu ersetzen. Die dabei erzeugten Multispektral-Bilder bestehen aus 12 Schichten, die jeweils unterschiedliche chemische Informationen enthalten, die beispielsweise über die Luftfeuchtigkeit, Temperatur und Konsistenz der Äcker Auskunft geben können. Optimal für die Aussagekraft der auszuwertenden Bilder ist es, je weniger Wolken am Himmel stehen und die Landschaft verdecken. „Denn wir können nur jene Anteile eines Bildes nutzen, die nicht von Wolken verdeckt sind“, erläutert Gildhoff, der derzeit alle 15 Minuten aktualisierte Bilder von Baden-Württemberg erhält.

3. Smart Cities: Parkplatzsituation und Verkehrsfluss verbessern

ESA-Daten helfen, den Verkehrsfluss auf Autobahnen und in Innenstädten zu analysieren und Ideen zu entwickeln, wie Staus künftig vermieden und etwa Parkplätze leichter gefunden werden können. Kommt es etwa zu einer bestimmten Zeit zu Stockungen des Verkehrs, könnte ein Service schon frühzeitig Informationen liefern, welche Ausweichrouten oder ob die Nutzung des öffentlichen Nahverkehrs die passende Lösung für die Situation ist.

Klar ist: Es mangelt nicht an Ideen, die neuen Einblicke aus dem All für sich zu nutzen. So ermöglicht das SAP Climate Earth Dashboard, die Auswirkungen von Klimaveränderungen in der Umwelt, deren Einfluss auf das Konsumentenverhalten sowie Umsatz und Margen des Einzelhandels mittels Satellitendaten zu beobachten. Und das holländische Startup Miramap kartiert Bodenfeuchtigkeitsschwankungen von Dämmen, um bei Hochwasser möglichst präzise einschätzen zu können, wie hoch die Gefahr eines Dammbruchs ist. „Die Kombination von Erdbeobachtungsdaten, Cloud- und In-Memory Technologien ist eine großartige Chance für unsere Kunden“, sagt Oguzhan Genis vom SAP Center for Digital Leadership. „Dadurch ergeben sich einzigartige neue Geschäftsmöglichkeiten und Lösungen für die Erdbeobachtungs- und Informationswirtschaft“, erklärt Genis.

Ein Beispiel dazu: Die Bayerischen Staatsforsten. Für den Leiter der Informations- und Kommunikationstechnologie Matthias Frost des Forstbetriebs, der mehr als 800.000 Hektar Wald in Bayern bewirtschaftet, sind Geodaten schon heute unersetzlich. Er möchte nicht nur die Wege seiner „Harvester“ und „Forwarder“ – Maschinen, die für die Holzernte und deren Abtransport da sind – optimieren, sondern auch so bald wie möglich wissen, wo Bäume durch Stürme umgerissen wurden und wo sie krank sind. Schon heute liefern Infrarotkameras Aufschluss über Bäume, deren Wasserhaushalt aus dem Gleichgewicht geraten ist. Radarsysteme lokalisieren Waldschäden und Drohnen analysieren den Befall von Borkenkäfern. „Hier spielen Satellitendaten eine wichtige Rolle“, erläutert Frost, „deswegen kann ich mir sehr gut vorstellen, dass wir uns im Rahmen unserer Einführung von SAP HANA und SAP S/4HANA auch den SAP Earth Observation Analysis Service anschauen werden.“

Foto: ESA

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