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Fliegender Forscherknecht

Dr. Pierre Karrasch und Dr. Anette Eltner von der TU Dresden demonstrieren den Einsatz von Umweltdrohnen neben dem Hülßebau. Foto: Heiko Weckbrodt

Dr. Pierre Karrasch und Dr. Anette Eltner von der TU Dresden demonstrieren den Einsatz von Umweltdrohnen neben dem Hülßebau. Foto: Heiko Weckbrodt

Geo-Experten der TU Dresden schreiben mit internationalen Kollegen an einem Umweltdrohnen-Lehrbuch

Dresden, 16. Oktober 2018. Seit Drohnen für Normalsterbliche bezahlbar geworden sind, setzen auch immer mehr Umweltwissenschaftler diese „Unbemannten Flugvehikel“ („Unmanned Aerial Vehicle“ = UAV) ein: Geologen kalkulieren damit an instabilen Bergleiten die Erdrutsch-Risiken, Hydrologen lassen die fliegenden Augen über Hochwasser-Arealen schweben, um Fließgeschwindigkeiten abzuschätzen, Bergbaukundler suchen damit nach magnetischen Anomalien im Boden. Sie alle neigen indes dazu, das Rad immer wieder neu zu erfinden, meinen Dr. Pierre Karrasch von der Professur für Geoinformatik und Dr. Anette Eltner von der Professur für Photogrammetrie an der TU Dresden: „Die meisten Forscher, die Drohnen erstmals einsetzen, fangen ganz von vorn an“, sagt Karrasch. Dabei könnten sie viel wertvolle Forschungszeit gewinnen, wenn sie die Erfahrungen drohnenerfahrener Kollegen anzapfen. Deshalb planen Eltner und Karrasch nun ein Lehrbuch über den UAV-Einsatz in den Umweltwissenschaften, das zu einem internationalen Standardwerk werden könnte.

Internationales Team aus Drohnen-Anwendern schreibt mit

Diese Idee hat auch die „Deutsche Forschungsgemeinschaft“ (DFG) für gut befunden und fördert das Drohnenlehrbuch-Projekt für drei Jahre. Die beiden Dresdner Forscher wollen das Buch in dieser Zeit aber nicht allein verfassen. Sie sehen sich eher als Herausgeber und Teilautoren. Eltner und Karrasch haben bereits sieben deutsche und internationale Kollegen gewonnen, die mit ihnen gemeinsam daran schreiben wollen. Erscheinen soll das Umweltdrohnen-Lehrbuch 2021 in Papierform und als frei zugängliche digitale Ausgabe („Open Access“) – in Englisch, versteht sich, dem Gelehrtenlatein unserer Zeit. „Wir wollen ja, dass dieses Buch von vielen gelesen wird“, betont Karrasch.

UAV ist flexibler als ein Flugzeug

In mehreren Abschnitten werden sich die Forscher wichtigen Fragen beim Drohneneinsatz widmen. Ein Kapitel im Buch wird Fragen erörtern wie zum Beispiel: Wo darf ich fliegen? Ab welchem Drohnengewicht brauche ich einen Führerschein? Wen muss ich um Erlaubnis vor einem Flug fragen?“ Andere Kapitel sollen technische Aspekte wie Reichweite, Flugdauer und Sensor-Ausrüstungen erörtern, wieder andere fachwissenschaftliche Anregungen beim Drohneneinsatz geben.

Dr. Anette Eltner von der TU Dresden lässt eine Umweltdrohne neben dem Hülßebau starten. Foto: Heiko Weckbrodt

Dr. Anette Eltner von der TU Dresden lässt eine Umweltdrohne neben dem Hülßebau starten. Foto: Heiko Weckbrodt

Herausgeber sehen großen Bedarf in Wissenschaftsgemeinde

Die Initiatoren sehen einen großen Bedarf in der Wissenschaftsgemeinde für solch ein Buch. Denn Drohnen ermöglichen viele Untersuchungen, die früher nur schwer, unter großen Risiken oder überhaupt nicht möglich gewesen wären. „Wenn zum Beispiel ein Geograph bisher untersuchen wollte, wie sich ein Gebiet durch Erosion oder menschliche Eingriffe verändert, musste er einen Helikopter oder ein Flugzeug mieten, mit einer Kamera ausrüsten und dann das Gebiet überfliegen“, erklärt Eltner. „Das ist teuer und wenig flexibel. Mit einer guten Drohne, die heute ab 1000 Euro aufwärts zu haben ist, kann er oder sie das Areal gefahrlos, mit moderatem Tempo und subzentimetergenau erfassen lassen.“

Drohnen haben keine Angst vor Vulkanen

Die Inspektion von Katastrophengebieten wird durch Drohnen ebenfalls einfacher. Der eine oder andere mag sich noch erinnern, wie lange es dagegen dauerte, bis beim Jahrhunderthochwasser 2002 die ersten Bundeswehr-Tornados über Dresden rasten, um das Ausmaß der Katastrophe zu fotografieren. Auch über die Lavaflüsse ausgebrochener Vulkane lenken Wissenschaftler inzwischen Drohnen. Früher war solch eine Erkundung ein unkalkulierbares Risiko für Mensch und Ausrüstung.

Autonome Drohnen könnten Forschung auf neue Stufe heben

Und ganz neue Experimente und Forschungsansätze könnten in Zukunft die autonomen Drohnen eröffnen, die weitgehend selbstständig agieren. „Im Grundsatz geht das jetzt schon“, sagt Eltner. „Gesetzlich vorgeschrieben ist allerdings, dass selbst bei autonom fliegenden Drohnen immer ein Pilot am Boden mit der Fernsteuerung in der Hand stehen und Blickkontakt halten muss.“ Sollte diese Vorgabe einmal fallen, könnten Umweltwissenschaftler dann beispielsweise Drohnen regelmäßig über Felder und Bergregionen fliegen lassen, um sie zu kartografieren, um Bodenschätze oder Brutplätze ausfindig zu machen. Einige Drohnen-Arten können bereits heute stundenlang in der Luft bleiben, selbstständig landen, sich aufladen und wieder starten – der Geologe, Ornithologe oder Agrarspezialist müsste sie dann nur noch an eine „Künstliche Intelligenz“ (KI) zur Vorauswertung übergeben.

Autor: Heiko Weckbrodt