Von den EU-Ländern entlang der Atlantikküste werden derzeit Vorschriften für die Planung und Bewirtschaftung der Meere erlassen, wie z. B. die Richtlinie über die maritime Raumordnung, die Meeresstrategie-Rahmenrichtlinie, die Maßnahmen für eine blaue Wirtschaft und die integrierte Meerespolitik, mit denen die künftigen Herausforderungen im Zusammenhang mit der Meeresumwelt bewältigt werden sollen

Die Größe des Atlantiks verdeutlicht die Notwendigkeit neuartiger Lösungen, um das riesige geografische Gebiet, das er umfasst, abzudecken. Jetzt ist daher der perfekte Zeitpunkt für die Europäische Weltraumorganisation (ESA), Projekte zu koordinieren, einzurichten und zu bewerten, die zeigen, wie die Erdbeobachtung (EO) dazu beitragen kann, die Ziele und Anforderungen der EU-Meerespolitik zu erfüllen.

Diese Projekte haben in die regionalen Atlantik-Initiative der ESA gemündet, die darauf abzielt, die Interessengruppen entlang der Atlantikküste angemessen einzubeziehen und geeignete Strategien zu fördern, um die mittel- und langfristige Entwicklung verschiedener Meereswirtschaftsaktivitäten anzugehen. Im Rahmen dieser Initiative wurden bereits mehrere Projekte finanziert, die sich mit relevanten Themen wie der blauen Wirtschaft, maritimer Raumplanung, Städten am Atlantik und erneuerbaren Energien befassen.

In diesem Zusammenhang leitet GMV das Projekt ATIN-Blueco, das sich auf die blaue Wirtschaft konzentriert: Innovationscluster, Bewirtschaftung der natürlichen Ressourcen des Atlantiks und maritime Raumplanung, um die regionale Atlantik-Initiative durch Ideen und Lösungen für die blaue Wirtschaft zu ergänzen.

Im Rahmen dieses Projekts bündeln GMV und seine Partner (das National Oceanography Centre und das University College Cork) ihr EO- und IT-Fachwissen für die Entwicklung und Umsetzung gut durchdachter Dienste, die die Verbreitung von Informationen ermöglichen, welche den Bedürfnissen von Nutzern und Interessenvertretern entsprechen, die in relevanten Bereichen wie Meeresverschmutzung, Überschwemmungs- und Küstenerosionsrisiko und erneuerbare Meeresenergie arbeiten.

Nach mehreren Gesprächsrunden mit Nutzern und Interessenvertretern an der Atlantikküste konnte eine Reihe von Diensten definiert werden, die gut formuliert und auf ihre betrieblichen Bedürfnisse zugeschnitten sind. Diese Dienste sind:

• Erkennung und Überwachung der Meeresverschmutzung – Die Meeresverschmutzung ist ein verheerendes Problem, das konzeptionelle und technologische Lösungen erfordert, um die Folgen der Umweltzerstörung zu verhindern, zu erkennen, zu überwachen und abzumildern. Hier können EO-basierte Dienste einen entscheidenden Beitrag zur Lösungsfindung leisten.

  GMV führt gerade EO-basierte Dienste ein, um Meeresverschmutzungen mit Hilfe von frei verfügbaren Sentinel-1- und -2-Bildern (optisch und SAR) zu erkennen. Diese Dienste bauen auf den Vorteilen der Nutzung multispektraler EO-Daten in Verbindung mit maschinellem Lernen und künstlicher Intelligenz auf, um Meeresmüll und im Wasser treibende Kunststoffe zu erkennen und auszumachen, welcher Art sie sind.

  Der Einsatz von Sentinel-Bildern ist ein Schlüsselfaktor, um den Mehrwert dieser Dienste auszunutzen. So ermöglichen sie die kontinuierliche Überwachung von Orten von Interesse und lassen die Analyse auf Ozeanzirkulationsmodelle erweitern, um Trends in den Verschmutzungsflüssen nachzuvollziehen.

• Hochwasser- und Küstenerosionsrisikomanagement – Um das Hochwasser- und Erosionsrisiko in den Küstenregionen des Vereinigten Königreichs zu mindern, koordiniert und verbreitet das Channel Coastal Observatory die Daten, die vom Netzwerk der Regional Coastal Monitoring Programme in England gesammelt werden.

  Angesichts der steigenden Kosten für den Küstenschutz ist zu erwarten, dass sich die Bewirtschaftungsstrategien weg von Schutzmaßnahmen und eher hin zu Resilienz- und Anpassungsmaßnahmen verlagern werden. Zu diesem Zweck muss die Intensität der Beobachtungen für eine Reihe von Parametern erhöht werden. Das übergeordnete Ziel dieser Fallstudie ist es, neue Wege zu finden und zu zeigen, wie EO-Daten in Kombination mit anderen Datentypen genutzt werden können, damit das Channel Coastal Observatory die arbeitsintensive Datenerhebung vor Ort effizienter planen kann. Dadurch können Lücken im In-situ-Monitoring-Programm geschossen und der Bedarf an EO-Daten bei einigen Felduntersuchungen verringert werden. Eines der Hauptziele dieses Projekts für das English Channel Coastal Observatory ist die Bewertung des Nutzens von EO für der Erstellung von Strandprofilen vor und nach einem Sturm, um Veränderungen im Volumen der Strände zu überwachen.

  Zur Umsetzung dieses Dienstes hat das National Oceanography Centre eine Methode zur Messung der Wasserstandszeitlinie (geschätzte Gezeitenhöhe) entwickelt. Dabei werden SAR-Bilder mit Gezeitenaufzeichnungen kombiniert, um die Gezeitenhöhen zu kartieren. Gezeitenzonen können groß, gefährlich und schwer zugänglich sein, was die Erhebungen vor Ort in einigen Gebieten extrem schwierig macht.

• GNSS-gestützte interferometrische Reflektometrie für die Fernerkennung auf See – Um diesen Dienst anbieten zu können, arbeitet das Konsortium zusammen mit dem European Marine Energy Centre (EMEC) an der gemeinsamen Entwicklung eines EO-Dienstes, der auf die Bedürfnisse des wachsenden Sektors der erneuerbaren Energien auf See zugeschnitten ist.

  Die kostengünstige GNSS-IR (interferometrische Reflektometrie) gilt als praktikable und vielversprechende Lösung für die Fernbeobachtung der Zustände des Meeres. Diese Methode hat sich als eines der wichtigsten Instrumente für die Fernbeobachtung der Ozeane durchgesetzt. In der Meeresumwelt kann die Technik zur Messung des Wasserpegelstands und Seegangs eingesetzt werden. Hierbei wird der Abstand zwischen einer Antenne und der Wasseroberfläche gemessen, indem die Oszillation des beobachteten Signal-Rausch-Verhältnisses (SNR) analysiert wird. Schließlich hängt die Unebenheit der Meeresoberfläche mit der Abschwächung der Schwingung des Signal-Rausch-Verhältnisses zusammen und kann ausgewertet werden, um eine aussagekräftige Wellenhöhe und -richtung zu erhalten.

Abschließend ist anzumerken, dass die operativen Dienste, die im Rahmen des Projekts blaue Wirtschaft bereitgestellt werden, als Beispiele für das noch weitaus größere Potenzial von EO-basierten Diensten gesehen werden sollten. Letztlich geht es darum, die Perspektiven der maritimen Interessengruppen zu nutzen, ihnen zu helfen, Chancen im Weltraum zu erkennen und aktiv auf zukünftige Wege über das Projekt hinaus hinzuarbeiten.

In diesem Sinne hat das Projektkonsortium an den einzelnen Beiträgen gearbeitet, die in zahlreichen Treffen mit Interessengruppen gesammelt wurden. Diese Beiträge sollen nun genutzt werden, um eine von Interessengruppen und Daten gestützte Roadmap mit umsetzbaren Empfehlungen (Optionen) zu entwickeln, die die Europäische Weltraumorganisation bei künftigen Atlantik-Initiativen einbeziehen kann.

 

Autor: Filipe Girbal Brandão