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Kamera
Die FireWatch-Kameras sind zum Teil auf den alten Feuerwachtürmen angebracht © IQ wireless GmbH

Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt und IQ wireless GmbH

Vom Mars bis nach Brandenburg: Kameras übernehmen die Waldbrandfrüherkennung

In kaum einem deutschen Bundesland ist die Waldbrandgefahr so hoch wie in Brandenburg. Ausgedehnte Kiefernwälder, leichter Sandboden, wenig Niederschlag – unter diesen Voraussetzungen steigt das Brandrisiko bereits im Frühjahr enorm. Wenn es einmal brennt, zählt jede Minute. Deshalb überwacht ein System namens FireWatch die brandenburgischen Wälder. Und nicht nur die: In ganz Deutschland und über seine Grenzen hinaus ist FireWatch im Einsatz. Seinen Ursprung hat das Waldbrandfrüherkennungssystem in Berlin-Adlershof.

System zur Brandüberwachung war nicht mehr funktionstüchtig

Viele Jahre beobachteten Mitarbeiter der Forstbehörden tagtäglich unter schweren Arbeitsbedingungen von sogenannten Feuerwachtürmen aus die Wälder und hielten nach Bränden Ausschau. Mitte der 90er-Jahre allerdings zeichnete sich ab, dass dieses System nicht mehr lange funktionieren würde: Die Türme waren marode, die Arbeitsbedingungen für die Forstangestellten nicht mehr tragbar. Doch was war die Alternative? Diese Frage stellte ein Förster in einem Beitrag der brandenburgischen Zeitung Märkische Allgemeine. Damals las auch Dr. Ekkehard Kührt diesen Artikel – ein glücklicher Zufall.

Kührt ist Leiter der Abteilung Asteroiden und Kometen im Institut für Planetenforschung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Berlin. Aus früheren Studien zur Waldbrandüberwachung mit Satelliten war er mit dem Thema vertraut. Also setzte sich Ekkehard Kührt mit dem Förster in Verbindung und schließlich begann das DLR 1997 mit der Entwicklung eines Waldbrandfrüherkennungssystems für das Land Brandenburg.

Wissenschaftler setzen auf Kameras aus der Weltraumforschung

Die Satelliten-Methode verwarfen die DLR-Forscher für Brandenburg bald wieder. Die Zeitabstände zwischen 2 möglichen Überflügen über Brandenburg wären zu lang, die Kosten zu hoch. Auch die Branderkennung per Infrarot von Türmen schloss das Team aus, da das Feuermeist zu spät zu sehen ist. Also konzentrierten sich die Wissenschaftler auf einen anderen Aspekt. „Man sieht als erstes das, was oben rauskommt“, sagt Kührt, „den Rauch.“ Das Team setzt deshalb Kameras ein, die ursprünglich für eine ganz andere Region gedacht waren: für die Erkundung des Mars und eines Kometen. Diese Kameras werden mit einer Bildverarbeitungs-Software für die Fernerkundung kombiniert, mit Hilfe derer auch Wolken auf dem Mars und die Kometen-Atmosphäre  untersucht werden. Heraus kam ein System, das die Wissenschaftler zunächst auf drei Türmen im Raum Peitz in Brandenburg testeten.

Waldbrandzentrale Wünsdorf
Die Mitarbeiter in den Waldbrandzentralen prüfen die Bilder des Systems, sobald es Alarm schlägt. © IQ wireless GmbH

Raucherkennung passiert anhand von Bewegungen, Helligkeiten und Strukturen

Das damals entwickelte Prinzip ist im Grundsatz bis heute gleich: Die Kameras haben ihren Platz in der Regel auf den alten Feuerwachtürmen oder Mobilfunktürmen und sind auf einem Schwenkfuß befestigt. Innerhalb von sechs Minuten dreht sich die Kamera einmal um sich selbst und macht dabei mehr als 100 Bilder. Am Fuß des Turms steht ein Rechner, der die Bilder verarbeitet. Anhand von Bewegungen, Helligkeiten und Strukturen erkennt das System möglichen Rauch und schickt eine Meldung an die zuständige Forstzentrale. Die Mitarbeiter dort entscheiden dann, ob es sich tatsächlich um Rauch handelt und alarmieren gegebenenfalls die Feuerwehr.

Nach dem erfolgreichen Pilotprojekt im Raum Peitz im Jahr 2000 beauftragte das Land Brandenburg die Berliner IQ wireless GmbH damit, aus den Grundlagen des DLR-Systems ein marktreifes Produkt zu entwickeln. In enger Zusammenarbeit mit dem DLR produzierte IQ wireless das System FireWatch und installierte die ersten zehn in Brandenburg. Heute sind es deutschlandweit 178. Und auch in Ländern wie Litauen, Estland, Spanien, Zypern, Mexiko, Australien und Kasachstan ist FireWatch im Einsatz.

In jedem Land, das hinzukommt, stoßen die Mitarbeiter von IQ wireless auf neue Herausforderungen. In den Mittelmeerregionen beispielsweise ist die Landschaft extrem zerklüftet, das Gebiet bergig. In Australien gibt es Staubstürme, die Rauch sehr ähnlich sehen. In Neuseeland sind es Dunst und Nebel. In Kasachstan muss das System Temperaturen zwischen -45 und +50 Grad Celsius aushalten. „Aber wir denken, dass wir in der Lage sind, auf einen breiten Teil der Anforderungen reagieren zu können“, sagt Holger Vogel, Geschäftsführer von IQ wireless. Das Unternehmen hat FireWatch stetig weiterentwickelt. Die Kameratechnologie ist mittlerweile in der sechsten Generation und arbeitet derzeit mit einem zweikanaligen optischen Sensor – je nach Tages- bzw. Nachtzeit.

Und auch die Bildverarbeitungs-Software soll an die vielen neuen Herausforderungen angepasst werden, ein Bereich, um den sich das Team des DLR wieder kümmern wird. „Unser Ziel ist ein System, das sich für mehrere Situationen eignet und sich selbstständig auf seine Umgebung einstellt“, sagt Ekkehard Kührt. Dass FireWatch in Zukunft noch wichtiger wird, daran besteht für Holger Vogel kein Zweifel. „Durch die Erderwärmung wird es immer mehr Waldbrände geben“, sagt er. „Verhindern können wir die Brände nicht, aber wir können sie rechtzeitig entdecken.“

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