Augen im Himmel

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Tropische Regenwälder gehören zu den artenreichsten Ökosystemen der Welt und beherbergen dichte Populationen von Pflanzen- und Tierarten, die nirgendwo sonst auf der Erde zu finden sind. Sie stellen auch wichtige Ressourcen für Menschen wie Süßwasser, Nahrungsmittel und Medikamente bereit. Eines der größten Risiken, denen solche Regenwälder ausgesetzt sind, sind Waldbrände – eine Bedrohung, die die NASA in Schach hält.

Conservation International hat mithilfe von NASA-Mitteln, Supercomputern und Satelliten ein verbessertes System zur Branddetektion, Überwachung und Risikovorhersage namens Firecast entwickelt. Das System ist eine von 50 Technologien, die der Öffentlichkeit zugute kommen und der Öffentlichkeit zugute kommen, die in der Spinoff-Publikation 2017 der NASA hervorgehoben wurde. Unter anderem nutzt das Conservation International-System Bilder von NASA-Satelliten, um Brände in weiten Teilen abgelegenen Gebiets zu erkennen und die Bodenbedeckung von Jahr zu Jahr zu kartieren, um die Behörden auf illegale Abholzung aufmerksam zu machen.

Satellitendaten werden auch zur Berechnung von Faktoren wie der Meeresoberflächentemperatur und des Feuchtigkeitsgehalts auf dem Waldboden verwendet, was dazu beitragen kann, das Risiko von Bränden an einem bestimmten Tag und während der gesamten Trockenzeit vorherzusagen oder zu verbreiten. Conservation International erstellte die separaten Warn- und Warnsysteme in den frühen 2000er Jahren im Rahmen eines NASA-Zuschusses, aber bis 2012 waren beide dringend auf ein Upgrade angewiesen, erklärt Karyn Tabor, der als Hauptprüfer für das Upgrade verantwortlich war und zuvor das Feuer der Organisation leitete. Risikosystem. Zum einen hat die NASA im Laufe des Jahrzehnts, seit die Systeme entwickelt wurden, mehrere neue Satelliten gestartet, und Conservation International wollte die neu verfügbaren Bilder nutzen.

Eine Million Gigabyte 

Aerial View of forest fires in Indonesia. Credits: NASA

Aber die Erstellung eines aktualisierten Prototyps erforderte das Zeichnen aus einem riesigen Fundus an Daten, die über vier Jahrzehnte von Satellitenmissionen aus dem Jahr 1972 gesammelt wurden. Alles in allem verfügt die NASA über mehr als ein Petabyte oder eine Million Gigabyte an Satellitenbildern und sogar eine Teilmenge davon Daten benötigt Computing-Ressourcen Arlington, Virginia-basierte Conservation International einfach nicht. Dort kamen die Supercomputer der NASA über ein Outreach-Programm namens NASA Earth Exchange (NEX) ins Spiel, das die Supercomputing-Einrichtung im Ames Research Center nutzen sollte, um die Fähigkeit der Wissenschaftler zu verbessern, Satellitendaten für den gesellschaftlichen Nutzen zu nutzen.

Conservation International bewarb sich und erhielt einen Zuschuss zur Nutzung des Supercomputers über NEX, ein großer Gewinn für die Umweltgruppe. “Das Problem bei der Entwicklung eines neuen Modells oder einer neuen Anwendung besteht darin, dass Sie Monate damit verbringen können, alle Datensätze zusammenzufassen und zu verarbeiten”, erklärt Forrest Melton, leitender Wissenschaftler an der California State University, der Co-Investigator des Firecast-Projekts wurde.

Aber NEX hatte bereits mehr als 800 Terabyte an Daten, die Conservation International zur Entwicklung und zum Prototyping seines neuen Modells und der Verarbeitungsleistung nutzen konnte, um es effizient zu nutzen. Der große Rechen- und Speicherplatz ermöglichte den Forschern, das Vorhersagemodell von Bolivien, wo die frühere Version verwendet wurde, nach Kolumbien, Peru, Venezuela, Ecuador, Guyana, Suriname, Paraguay, Madagaskar und Indonesien zu erweitern. Nachdem der erweiterte Prototyp auf NEX entwickelt und getestet wurde, wurde er auf einen Produktionsserver auf der Elastic Compute Cloud-Plattform von Amazon Web Services verschoben, einem Programm, das auch Supercomputing-Ressourcen nutzt

Globale Skalierung, lokale Auswirkungen 

Peruvian Park Rangers. Credits: Thomas Muller

Jetzt können Behörden in allen 10 Ländern E-Mail-Benachrichtigungen, Karten und Berichte erhalten, wenn Störungen oder Eingriffe in das Ökosystem auftreten, Informationen, die sie verwenden können, um Brandbekämpfungsressourcen zu lenken, feindliche Gesetzesbrecher zu verhaften und die Gemeinde über den Zustand des Waldes zu informieren im. Zusätzlich zu den Erkenntnissen, die Satelliten liefern, wollte Conservation International alle Blicke auf den Boden ausnutzen, und wieder konnte die NASA helfen. Mit einer Crowdsourcing-App, die ursprünglich im Stennis Space Center der NASA erstellt wurde, können Einzelpersonen Berichte und Fotos von Ereignissen hochladen, die sie um sich herum sehen.

Bis jetzt wird es nur in Madagaskar und Peru verwendet, aber die Organisation erwartet, dass es mit der Zeit wächst. Wichtig ist, dass sie und ihr Team eng mit den Behörden und Naturschutzgruppen in jedem Land zusammenarbeiten, um das System auf ihre spezifischen Bedürfnisse anzupassen und “so dass sie ein Interesse daran haben”, sagt Tabor. Und die enge Zusammenarbeit mit der NASA geht weiter: Vor kurzem hat Tabor eine Partnerschaft zwischen Conservation International und dem Programm für angewandte Fernerkundung der NASA geschlossen, um die Kapazität von Umweltschützern weltweit zu erhöhen, um Erdbeobachtungsdaten und -werkzeuge zu nutzen. “Tabor arbeitet mit Ländern zusammen, die extrem begrenzten Zugang zu Informationen und Daten haben und ihnen helfen, eine wichtige Informationslücke zu schließen”, sagt Amber Soja, Wissenschaftlerin am Langley Research Center der NASA und assoziierte Programmmanagerin für Brände und Katastrophen im Rahmen des Programms für angewandte Wissenschaften.

Wer führt die Partnerschaft mit Conservation International. “Karyn’s ist ein internationales Projekt, das den lokalen Gemeinschaften wirklich dient”, fügt Soja hinzu. Die NASA hat eine lange Geschichte des Technologietransfers in den privaten Sektor. Jedes Jahr porträtiert Spinoff etwa 50 NASA-Technologien, die sich in kommerzielle Produkte und Dienstleistungen verwandelt haben, was die Vorteile der amerikanischen Investitionen in ihr Raumfahrtprogramm zeigt. Spinoff ist eine Veröffentlichung des Technology Transfer Program in der NASA Space Technology Mission Directorate. Um mehr über diese NASA Spinoff zu erfahren, lesen Sie den Originalartikel von Spinoff 2017. 

Für weitere Informationen darüber, wie die NASA ihre Technologie auf die Erde bringt, besuchen Sie http://technology.nasa.gov. Mike DiCiccoGoddard Raumfahrtzentrum

 

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