Die Plattform für die kostenlose Nutzung und Verarbeitung von Erdbeobachtungsdaten ist in die dritte Phase gegangen. Unter Leitung des DLR stehen immer mehr Daten, Prozesse und Erfahrungen zur Verfügung.
Trinken aus dem Feuerwehrschlauch – dies war lange Zeit eine Metapher für die Erdbeobachtung mit ihren hochwertigen, aber speicherintensiven und verteilt vorliegenden Daten. Dieses Bild ist aber seit langem widerlegt, vor allem wegen der cloudbasierten Vernetzung von Daten und Anwendungen. Cloudbasiertes Speicher- und Datenmanagement sowie Prozessierungen haben dafür gesorgt, dass die wertvollen Datenressourcen viel effizienter, einfacher und intuitiver in die alltäglichen Aufgaben von Behörden, Institutionen und Forschungseinrichtungen eingebettet werden können.
Radaraufnahme der Provinz Seeland in den Niederlanden, auf denen auch Windkraftanlagen in der Nordsee zu sehen sind. Über CODE-DE sind weit mehr Daten als diese, die von der Sentinel-1-Mission stammen, enthalten. Foto: Contains modified Copernicus Sentinel data (2026)
Ein Meilenstein in diesem Entwicklungsprozess ist das Projekt CODE-DE, das, verankert beim DLR, im Jahr 2016 startete. 2020 wurde die zweite Phase genehmigt, im vergangenen Dezember ist nun mit CODE-DE 3 die nächste Phase gestartet. „Dies schafft Verlässlichkeit für alle bestehenden Partner und Nutzer sowie für Interessenten, die aus den Erdbeobachtungsdaten langfristig Mehrwerte gewinnen wollen“, sagt Simon König von der DLR-Raumfahrtagentur in Bonn, der das Projekt leitet.
Das Konsortium, das CODE-DE 3 umsetzt, besteht aus dem polnischen Unternehmen CloudFerro S.A. (Cloud-, Daten-, Prozessierungsservices) und der deutschen Firma Urbetho CF GmbH (Projektmanagement, User Support, Schulungsangebot). Beide waren bereits in den Vorgängerprojekten tätig.
Finanziert wird CODE-DE 3 von der Deutschen Raumfahrtagentur im DLR mit Mitteln des Bundesministeriums für Verkehr (Nationale Copernicus Integrationsmaßnahme) und des Bundesministeriums für Forschung, Technologie und Raumfahrt (Nationales Programm für Raumfahrt, Innovation und internationale Kooperation). Die Laufzeit von CODE-DE 3 ist auf mindestens drei Jahre angelegt, wobei eine zusätzliche Verlängerung angestrebt wird, um den Nutzern der Plattform eine möglichst große Kontinuität zu bieten. So wird CODE-DE eine Gesamtdauer von 13 Jahren erreichen.
Weiterhin ist das Motto von CODE-DE, nicht die Daten zu den Usern, sondern die User zu den Daten zu bringen. Dies bei maximaler Sicherheit. Die Souveränität der Datenhaltung ist gewährleistet. Die Server von CODE-DE sind in Frankfurt am Main ansässig und sind BSI-zertifiziert. Auch in Sachen Security, die CloudFerro gewährleistet, herrschen höchste Anforderungen. Behörden, Institutionen und Firmen nutzen CODE-DE zur Erledigung operativer Aufgaben, etwa im Umweltmonitoring oder bei der Auszahlung von Agrarförderungen.
Zudem wurden bereits zahlreiche wissenschaftliche Projekte basierend auf den Erdbeobachtungsdaten umgesetzt, insbesondere auch unter Einsatz von KI-Algorithmen. Die Community rund um CODE-DE ist massiv gewachsen, was zum Beispiel auch darauf zurückzuführen ist, dass die entstandenen vordefinierten Prozessketten zur Auswertung der Daten sehr leistungsfähig sind. Der Weg zu projektspezifischen, effizienten Anwendungen wird so immer kürzer. „Das Interesse an den Copernicus-Daten ist sehr hoch“, sagt König. Wichtig sei zu erkennen, dass nicht nur einfach neue Datenprodukte entstehen, sondern in den Behörden neue Verfahren zur Erledigung von Verwaltungsaufgaben entstehen, die direkt durch die Nutzer entwickelt werden und damit auch auf sie zugeschnitten sind. CODE-DE leistet so einen wichtigen Beitrag für die Verwaltungsdigitalisierung. „Dafür ist die langfristige Verlässlichkeit von CODE-DE enorm wichtig“, so König.
Projekte initiieren
Es gibt verschiedene Nutzertypen bei CODE-DE. Im einfachsten Fall machen Nutzende eine Datenrecherche. Dazu nutzen sie den Datenviewer von CODE-DE, den sogenannten Data Explorer, eine einfach zu bedienende grafische Webanwendung. Die Anwendung interagiert mit dem CODE-DE-Datenkatalog und identifiziert auf Abfrage die entsprechenden Datenprodukte aus dem 100 PB-Petabyte-Datenarchiv. Auch eine Abfrage über eine API ist möglich.
Weboberfläche von CODE-DE. Nirgendwo anders erhalten Nutzende einen so breiten Zugang zu Fernerkundungsdaten unterschiedlichster Herkunft. Foto: DLR
In der nächsten Projektphase wird außerdem zusätzlich ein neuer Datenbrowser entwickelt, der die Visualisierung der Daten auf der Plattform sowie einfache Verarbeitungsschritte direkt im Browser ermöglicht. So wird ein besonders niederschwelliger Datenzugang geschaffen. Die Anwendung steht voraussichtlich ab Sommer zur Verfügung. „Der wichtigste Aspekt ist die Datenprozessierung, da dies der ressourcenaufwändigste Teil von CODE-DE ist“, so König. Behörden und Forschungseinrichtungen können unkompliziert eigene Ressourcenkontingente beantragen, die durch das DLR genehmigt werden. Sie ermöglichen gemäß dem Motto „Nutzer zu den Daten bringen“ die Verarbeitung der Daten direkt in der Cloud. „Das Gros der Prozessierung basiert auf diesen virtuellen Maschinen“, sagt Simon König. Diese VM ermöglichen es, komplexe eigene Prozessierungsketten aufzusetzen und die Daten so aufzubereiten, wie es der jeweilige Anwendungsfall erfordert. Die Kontingente dafür werden genau wie sämtliche Daten auf der Plattform kostenfrei zur Verfügung gestellt und bilden die für ein Projekt definierte Anwendungsumgebung, die individuell parametriert wird. „Die technische Implementierung ist dabei sehr einfach“, sagt König.
Die Nutzer der Plattform werden dabei durch das Plattformteam umfassend unterstützt, von der Auswahl der für sie relevanten Kontingente über die Einrichtung der eigenen Infrastrukturen bis zur Dissemination der Ergebnisse. Die Urbetho CF GmbH führt darüber hinaus mehrmals im Jahr Webinare durch, in denen die Nutzenden sich über eine Vielfalt von Themen hinsichtlich der Nutzung der Plattform informieren können.
CODE-DE und EO-Lab werden zum „CODE-DE-Lab“
Neu in der dritten Phase ist beispielsweise, dass die beiden Vorgängerplattformen CODE-DE 2 und EO-Lab nun integriert in einer zentralen Plattform fortgeführt und weiter ausgebaut werden. EO-Lab hatte auf den Forschungsbereich gezielt und stellte einige kostenfreie Datensätze exklusiv zur Verfügung, die nun auch auf CODE-DE verfügbar sind. „Insgesamt ist ein umfangreicher Pool an kostenfreien Ressourcen für deutsche Behörden, Wissenschaft, Start-Ups oder Unternehmen entstanden“, sagt Simon König. CODE-DE und EO-Lab sollen in Kürze gemeinsam unter dem Namen „CODE- DE-Lab“ laufen. Zu den Kernfeatures gehört ein weiterer Ausbau des kostenfreien Datenangebotes (etwa alle Sentinel-Daten weltweit).
Datentechnisch hat CODE-DE bereits Zuwachs bekommen. Nun sind auch Nationale Missionsdaten etwa von dem deutschen Umweltsatellit EnMAP enthalten, in diesem Fall ist sogar das gesamte Archiv direkt auf der Plattform verfügbar. EnMAP steht für Environmental Mapping and Analysis Program. Der im April 2022 gestartete Satellit enthält eine Hyperspektralkamera, die detaillierte Einblicke in Umweltprozesse ermöglicht. Er umkreist in etwa 650 Kilometer Höhe die Erde und liefert kontinuierlich Daten für die Klimaforschung, Ressourcenbewertung und die Umweltüberwachung. Zudem beobachtet er auch die Landnutzung, etwa durch Land- und Forstwirtschaft sowie in städtischen Gebieten. Auch kommerzielle Daten sind enthalten. Viele dieser Daten gab es bisher nur im EO-Lab. Nun stehen sie nun allen Nutzern von CODE-DE zur Verfügung, unabhängig von ihrer Zugehörigkeit.
In den vergangenen Monaten hinzugekommen sind auch Luftbilddaten der Landesvermessungsverwaltungen. Für Baden-Württemberg beispielsweise steht die Landesfläche mit einer Auflösung von 20 Zentimetern zur Verfügung. Aus NRW kommt das landesweite 3D-Mesh, das auf Luftbildern mit 10 Zentimetern Auflösung basiert. Im Fokus steht auch die Föderation zwischen anderen europäischen EO-Clouds, die ein gemeinsames Set an Standards unterstützen, um so den barrierefreien Austausch und die Nutzung der Daten zu gewährleisten, ohne diese duplizieren zu müssen. Hier ist insbesondere das Copernicus Data Space Ecosystem (CDSE) zu nennen, die zentrale Plattform für Copernicus-Daten.
Zentraler Zugriff auf weltweite Ressourcen via openEO
Ein neues implementiertes Feature ist openEO, dessen Umzug auf die CODE-DE-Plattform bis in diesem Sommer umgesetzt sein soll. Dies schafft einen nochmals erweiterten Zugang zu Erdbeobachtungsdaten innerhalb des Copernicus Data Space Ecosystems für CODE- DE. openEO ist Open-Source, startete 2017 und nutzt ebenfalls Cloudinfrastruktur, um Erdbeobachtungsdaten einfach verfügbar zu machen und Prozessketten aufzubauen. Zentraler Punkt ist eine offene Anwendungsprogrammierschnittstelle (API), die Clients wie R, Python und JavaScript auf einfache und einheitliche Weise mit unterschiedlichen Erdbeobachtungs-Plattformen verbindet. Anstatt unterschiedlicher APIs, die von den einzelnen Erdbeobachtungsplattform angeboten werden, bekommen Nutzende damit den übergreifenden Zugriff mittels einer einheitlichen API. Möglich wird so ein einheitlicher Zugriff auf ein breites, weltweites Angebot an Daten. OpenEO erleichtert außerdem die Arbeit über die Grenzen der verschiedenen Erdbeobachtungs-Plattformen hinweg und trägt so auch dazu bei, CODE-DE stärker an die anderen europäischen Plattformangebote anzubinden.