Automatisierte Erfassung von Geodaten zur sicheren Integration von Drohnen in den Luftraum

Mit Hilfe von hochpräzisen Geodaten will die DFS Deutsche Flugsicherung GmbH Flugverbotszonen für Drohnen erfassen und ausweisen. Dies ist eine wichtige Voraussetzung für die sichere und faire Integration von unbemannten Luftfahrzeugsystemen in den deutschen Luftraum. Dafür hat die DFS gemeinsam mit dem Darmstädter Unternehmen wetransform, unter der Koordination des Fraunhofer-Instituts für Graphische Datenverarbeitung IGD in Rostock, das Projekt fAIRport gestartet.

Das auf drei Jahre ausgelegte Projekt wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) im Rahmen der Forschungsinitiative mFUND (Modernitätsfonds) mit 1.205.000 Euro gefördert. Im Fokus steht die Entwicklung einer auf offenen Standards basierenden Geodaten-Plattform, die von wetransform betrieben wird. Daten, welche Drohnenflugverbotszonen gemäß §21 der Luftverkehrsordnung bedingen, sollen aus verschiedenen Quellen zusammengeführt und harmonisiert werden.

Hohe Datenqualität mit automatisierten Prozessen

Die umfangreichen Geodaten werden die bei der DFS bereits vorhandenen, relevanten Geländemerkmale und Hindernisse erweitern. Geländemerkmale, die bisher nicht kartographiert sind, werden unter anderem auf Basis von hochauflösenden Luftbildern mit Hilfe von künstlicher Intelligenz (KI) erkannt. Dies sind beispielsweise Windkraftanlagen und Hubschrauberlandeplätze, Schienen- und Straßennetze, Industrieanlagen, aber auch Orte mit möglichen Menschenansammlungen, wie Campingplätze, um nur einige Beispiele zu nennen.

Die Technologien des Fraunhofer IGD ermöglichen es, Geländemerkmale automatisch in Luftbildern zu identifizieren. Methoden des maschinellen Sehens und Lernens sind in der Lage, zuverlässig Strukturen und Muster zu erkennen und korrekt zu klassifizieren. So ist es möglich, in kürzester Zeit die Drohnenflugverbotszonen für ganz Deutschland zu ergänzen und in einem aktuellen Geodatensatz bereitzustellen.

Über eine von wetransform entwickelte Behördenschnittstelle sollen zudem Informationen integriert werden, die zu temporären Flugverbotszonen führen. Städte oder Kommunen können über das neu geschaffene Portal Daten zu Menschenansammlungen, Märkten oder beispielsweise Konzerten, aber auch zu explizit ausgewiesenen Flugzonen eingeben. Bereits vorhandene flugrelevante Geodaten, beispielsweise von Luftfahrthindernissen, werden überprüft und aktualisiert. So leistet das Projekt nicht nur die Datenbasis für Drohnenflüge, sondern auch einen positiven Beitrag zur Luftraum- und Verfahrensplanung und damit zur Sicherheit des Luftverkehrs.

Umfassende Daten ermöglichen sicheren Drohnenflug

Die harmonisierten Daten werden in dem Traffic Management System für die unbemannte Luftfahrt (UTM-System) und in weiteren Anwendungen für Drohnen, welche die DFS über ihre Tochterfirma Droniq anbietet, hinterlegt. Damit werden Drohnenflüge außerhalb der Sichtweite von Drohnenpiloten erst möglich.

Die Verbesserung der Datenlage ermöglicht eine genauere und sichere Navigation von Drohnen und damit eine Erweiterung der Einsatzmöglichkeiten. Hubschraubereinsätze sowie Kontroll- und Wartungsflüge an Hochspannungstrassen, Pipelines oder Gasleitungen könnten beispielsweise durch Drohnen ersetzt werden; Transporte von Medikamenten, Organen oder Blutkonserven könnten per Drohne schneller und effizienter ermöglicht werden. Der Einsatz von Drohnen bei Rettungseinsätzen kann Leben retten. Mit einem operativ einsatzfähigen UTM-System basierend auf hochpräzisen Geodaten, lässt sich das Potenzial von unbemannten Luftfahrzeugen voll nutzen und sicher in das bestehende System Flugverkehr integrieren. Durch den verstärkten Einsatz von Drohnen ergeben sich zudem neue Perspektiven für den Klimaschutz: CO2- und Lärm-Emissionen könnten erheblich reduziert werden.

Über den mFUND des BMVI: Im Rahmen der Forschungsinitiative mFUND fördert das BMVI seit 2016 Forschungs- und Entwicklungsprojekte rund um datenbasierte digitale Anwendungen für die Mobilität 4.0. Neben der finanziellen Förderung unterstützt der mFUND mit verschiedenen Veranstaltungsformaten die Vernetzung zwischen Akteuren aus Politik, Wirtschaft und Forschung sowie den Zugang zum Datenportal mCLOUD.

Weitere Informationen:

www.mfund.de
www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/DG/mfund-projekte/fairport.html
www.igd.fraunhofer.de/projekte/sichere-und-faire-integration-von-drohnen-den-deutschen-luftraum-fairport