Im DLR-Projekt „Undercover Eisagenten“ analysieren Schüler aus Deutschland und Kanada gemeinsam hochauflösende Satelliten- und Drohnenfotos der kanadischen Arktis im Hinblick auf die Entwicklung des Permafrosts.
Permafrost prägt seit Jahrtausenden den Untergrund der arktischen und subarktischen Breiten. Es reicht von wenigen Metern bis mehr als einen Kilometer tief ins Erdinnere. Doch die globale Erwärmung lässt den dauerhaft gefrorenen Boden seit einigen Jahrzehnten drastisch auftauen. Besonders kritisch ist dabei der Austritt der Treibhausgase Methan und Kohlenstoffdioxid. Um den aktuellen Zustand des Parmafrosts analysieren und überwachen zu können, hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt ein Forschungsprojekt gestartet. Ziel von „Undercover Eisagenten“ des DLR-Instituts für Datenwissenschaften ist es, die Datengrundlage zu auftauendem Permafrost mit Hilfe von hochauflösenden Drohnen- und Satellitenbildern gemeinsam mit Bürgerwissenschaftlern –insbesondere Schülern – zu verbessern. Dazu werden Schulklassen in Deutschland und der kanadischen Arktis gemeinsam an der Auswertung von hochauflösenden Fernerkundungsdaten mitwirken.
Mithilfe von hochaufgelösten Drohnen-Aufnahmen sollen Schüler aus Deutschland und Kanada die Entwicklung des Permafrosts in der kanadischen Arktis überwachen. Bild: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR)
Die Schüler werden mit Hilfe einer App auffällige Strukturen und Veränderungen der Landoberfläche auf Satelliten und Drohnen-Aufnahmen kartieren. Der Kartierungsprozess wird dazu in kleine und einfach zu lösende Aufgaben (sogenannte „Micro-Tasks”) unterteilt, die auch auf dem Smartphone bearbeitet werden können. So können viele Schüler mit unterschiedlichen Hintergründen gemeinsam dazu beitragen, den aktuellen Zustand des Permafrosts für große Gebiete in der Arktis zu erfassen.
Eine wichtige Komponente des Projekts ist auch die Erhebung von hochauflösenden Fernerkundungsdaten durch Gemeindemitglieder und Schüler aus Aklavik (Kanada) mithilfe von kostengünstigen und einfach zu bedienenden Drohnen. Durch die wiederholte Aufnahme der Landoberfläche mit Drohnen können Bewohnerinnen und Bewohner in der Arktis einen entscheidenden Beitrag zur Erforschung der dortigen Klimafolgen leisten.
„Die Integration von Citizen Science – also die Beteiligung von Bürgern am wissenschaftlichen Prozess – in die Permafrostforschung im Rahmen dieses BMBF-Projektes ermöglicht einzigartige Einblicke in die Dynamik des arktischen Permafrostes und bietet somit die Chance, die Konsequenzen der Klimakrise in dieser Region besser zu verstehen und kann damit einen entscheidenden Beitrag zur Erforschung der dortigen Klimafolgen leisten”, erklärt Prof. Christian Thiel, Projektleiter und Wissenschaftler in der Abteilung Bürgerwissenschaften des DLR-Instituts für Datenwissenschaften. „Die ultrahochaufgelösten Drohnenbilddaten und 3D-Punktwolken erlauben Rückschlüsse über den Zustand des Permafrostes und die Erkennung von Degradierungserscheinungen. Zur Auswertung der Drohnendaten werden Deep Learning Algorithmen eingesetzt “, so der Wissenschaftler aus Jena. (jr)