Eine neue Methode, die die Universität der Bundeswehr München, die Ludwig-Maximilians-Universität München und die Technische Universität München entwickelt haben, nutzt frei verfügbare Bilder der Sentinel-1-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation ESA: So können zerstörte Gebäude identifiziert werden, ohne dass teure Bilder kommerzieller Anbieter erforderlich sind. Jeder der Sentinel-1-Satelliten (externer Link) überfliegt alle zwölf Tage denselben Ort und erfasst ihn mit einem speziellen Radarsystem, das für diese Anwendung verwendbare Bilder mit einer Auflösung von 20 Metern ermöglicht.
Satelliten-Radar durchdringt Wolken und „sieht“ auch nachts
Im Gegensatz zu bisher genutzten, höher aufgelösten, optischen Satellitenbildern, die durch Wolken und Dunkelheit beeinträchtigt werden können, arbeitet Radar unabhängig von Wetter- und Lichtverhältnissen. Dies macht es besonders geeignet für eine langzeitige Überwachung von Konflikt- oder Katastrophengebieten.
Die Aufnahmen werden bei der neuen Methode (externer Link) technisch aufbereitet, sodass eine Auflösung von zehn auf zehn Metern möglich ist, berichtet der an der Entwicklung beteiligte Datenwissenschaftler Daniel Racek von der Universität der Bundeswehr in München: „Wir können für jegliche Gebäude in der Region überprüfen, ob das zurückgeworfene Radarsignal plötzlich ungewöhnliche Veränderungen zeigt zu einem bestimmten Zeitpunkt, was dann natürlich in Kriegsgebieten in den meisten Fällen ein Hinweis auf Gebäudebeschädigung beziehungsweise Zerstörung ist, wie zum Beispiel das Einstürzen von einem Dach.“
Genauigkeit der Bildanalyse wird berechnet
Zudem zeigen statistische Berechnungen, mit welcher Wahrscheinlichkeit die Zerstörung durch das vermutete Ereignis eingetreten ist. Also ob das Haus durch einen Bombentreffer zerstört wurde oder durch ein davon unabhängiges Ereignis, beispielsweise durch einen geplanten Abriss.
Sentinel-1-Bilder: Günstige Methode statt teurer kommerzieller Aufnahmen
Die genutzten Bilder sind zudem kostenlos. Andere Dokumentationsverfahren nutzen Satellitenbilder kommerzieller Anbieter. Mit ihren optischen Kameras erreichen die zwar eine höhere Auflösung, teilweise unter einen Meter. Die Kosten für eine Langzeit-Bilderreihe, wie sie die Wissenschaftler in ihren Beispieldemonstrationen verwendet haben, können dann aber mehr als 500.000 Euro betragen.
Wie groß sind die Zerstörungen in Beirut, Mariupol und Gaza?
Die Forscher demonstrieren ihre Methode anhand dreier Fälle: Sie werteten die Beiruter Hafenexplosion von 2020, die Belagerung von Mariupol in der Ukraine im Jahr 2022 und die Folgen des Gaza-Konflikts 2023 bis 2024 aus. In Beirut identifizierte der Algorithmus 361 Gebäude als zerstört, das sind über fünf Prozent aller Gebäude Beiruts.
Für Mariupol schätzen die Wissenschaftler, dass durch die Bombardements 2.437 Gebäude komplett zerstört wurden, was etwa 22 Prozent aller Gebäude im dortigen Bezirk entspricht. Für Gaza zeigte die Analyse, dass 10,7 Prozent aller Häuser zerstört wurden – allerdings lief die Bildauswertung nur bis zum 28. März 2024, so Daniel Racek: „Danach ist noch deutlich mehr zerstört worden. Dort, wo die Truppen vorgerückt sind, sehen wir in nahezu allen Fällen besonders viel Zerstörung.“
Automatische Bildanalyse ermöglicht schnelle Hilfsmaßnahmen
Der an der Entwicklung der Methode beteiligte Politikwissenschaftler Paul Thurner von der Ludwig-Maximilians-Universität München erklärt: „Bei solchen Einsätzen muss man sich sehr kurzfristig über die Gesamtlage orientieren, um planvoll Hilfsmaßnahmen einzuleiten.“
Während bei anderen Verfahren Satellitenbilder aufwändig von Fachleuten per Augenschein untersucht und ausgewertet werden müssen, läuft die neue Methode automatisch und sei somit weniger fehleranfällig. Und sie bietet damit schnell zugängliche Informationen über das Ausmaß von Zerstörungen, auch in Katastrophengebieten.
Der Konfliktforschung ein Bild geben
Die Methode liefert auch der Wissenschaft ein günstiges und effizientes Überwachungstool, so Thurner: „Moderne Friedens- und Konfliktforschung bedarf dieser hochmodernen Verfahren“. Dies ist entscheidend, um die Prozesse und Dynamiken vor Ort zu erfassen und zu beschreiben. „Sonst haben wir ja überhaupt kein Bild von dort“, so Thurner.
Hinweise für Reparationsforderungen
Die Forscher sehen großes Potenzial für ihre Methode, um die Überwachung und Dokumentation von Kriegszerstörungen weltweit zu verbessern. Die Technologie könnte auch als Beleg für Reparationsforderungen (externer Link) sowie für die Planung und Kontrolle eines Wiederaufbaus genutzt werden. Die Weltbank schätzt die Schäden beispielsweise in der Ukraine auf 500 Milliarden Euro (externer Link), was die Bedeutung der Methode unterstreiche, so Paul Thurner.
Satellitenbilder, die „betroffen machen“
Ein Bild von der Zerstörung durch Krieg zu bekommen, ist Paul Thurner aber auch ganz persönlich wichtig. Als Konfliktforscher arbeite man hauptsächlich mit großen Datenmengen, die dann quantitativ analysiert werden. „Aber hierdurch wird das Leid, das in Kriegen passiert, unmittelbar erfahrbar. Das macht einen schon sehr, sehr betroffen.“
