Wehrwissenschaftliche Forschung Jahresbericht 2012

Forschungsaktivitäten 2012 100 101
Major Dipl.-Geol. Christine Ewen
Amt für Geoinformationswesen der
Bundeswehr, Euskirchen
christineewen@bundeswehr.org
Prognose der Geländemobilität von Bundeswehrfahrzeugen
Die Beweglichkeit von Einsatzfahrzeugen abseits von Straßen
und Wegen hängt im Wesentlichen von der Geländebeschaffenheit
ab und ist ein wichtiger Faktor für die Planung von
Operationen und für die Sicherheit im Einsatz. Orientiert an
einem US-amerikanischen Lösungsansatz wurde ein Datenmodell
entwickelt, mit dem die Geländemobilität prognostiziert
werden kann.
Das Amt für Geoinformationswesen der Bundeswehr (AGeoBw)
hat in einer ersten Testphase einen Algorithmus für die Prognose
von Geländebefahrbarkeit entwickelt, der in Form einer
Toolbox in eine Geoinformationssystem-Umgebung (GIS-
Umgebung) implementiert wurde (Abbildung 1). Die Tools
ermöglichen es, die Datenaufbereitung und -vorbereitung der
Eingangsdaten von der eigentlichen Befahrbarkeitsberechnung
zu entkoppeln. Alle relevanten Informationsebenen werden
in mehreren Aufbereitungs-Schritten erarbeitet, sodass die
Befahrbarkeitsprognose im Anforderungsfall nahezu in Echtzeit
erfolgen kann.
Das Ergebnis der Berechnung wird in einem Kartenausschnitt
als Ampelkarte dargestellt. Dabei werden die befahrbaren Geländebereiche
in Grün, die nicht befahrbaren in Rot, und die
eingeschränkt befahrbaren in Gelb ausgewiesen (Abbildung 2).
Als Eingangsdaten wurden Vektordaten, digitale Geländemodelle,
Bodenübersichtskarten und technische Fahrzeugdaten
sowie Wettervorhersagen zur Ermittlung der Bodenfeuchte
und -temperatur herangezogen (Abbildung 3). Der Prototyp
des Modells wurde bei einer Übung angewendet und im operativen
Übungsbetrieb mit Erfolg getestet.
Auf der Grundlage des ersten Ansatzes soll das Datenmodell
zur Prognose der Geländebefahrbarkeit den Anforderungen
zukünftiger Einsätze entsprechend weiterentwickelt werden.
Die Herausforderungen hierbei sind, einen robusten und
praxisnahen Algorithmus zu entwickeln, der in einem Führungsinformationssystem
und online als GIS-Tool verwendet
werden kann. Die Geobasisdaten sollen global und zudem
hochauflösend sein, um einen Zielmaßstab im Kartenausschnitt
von 1 : 50 000 und eine weltweite Lauffähigkeit des
Algorithmus zu ermöglichen.
In der kommenden Projektphase ist geplant, weit mehr
Faktoren als in der Testphase für die Modellierung zu berücksichtigen.
Dazu zählen die Integration weiterer bodenkundlich-geologischer
Eingangsparameter sowie hydrologischer
Niederschlags-Abflussmodelle. Reliefparameter sollen abgeleitet
werden und Oberflächenrauhigkeitsparameter hinzugezogen
werden. Die Implementierung weitere Klimadaten zur
Berücksichtigung von Parametern wie der Schneebedeckung
sind ebenfalls von Interesse. Desweiteren sollen Informationen
über die Vegetation und Landnutzung für die Berechnung
vorgegebener Fahrzeuge für ein definiertes Gebiet zu einem
bestimmten Zeitpunkt mit eingehen. (Abbildung 4).
Ziel ist es, die Datenvorbereitung weiter zu automatisieren
und die Berechnung für den Endanwender zu beschleunigen.
Das Ergebnis soll als operational einsetzbare, einfach zu bedienende
Software konzipiert werden. Der Endnutzer definiert
den Einsatzraum und den Zeitraum für den die Wettervorhersage
gültig ist. Die an der Operation beteiligten Fahrzeuge
werden durch den Nutzer ausgewählt. Schließlich wird die
Befahrbarkeit für den gewählten Ausschnitt in nahezu Echtzeit
auf „Knopfdruck“ in einem Führungsinformationssystem
berechnet. Das Resultat, eine einfach lesbare, „Ampelkarte“,
ist ein dynamisches, aktuelles Online-Produkt, basierend auf
der Geoinfodatenbasis des Geoinformationsdienstes der
Bundeswehr, dem zentralen, interdisziplinären Fachdienst
der Streitkräfte.
Abb. 1: Die Toolbox zur Datenaufbereitung und Geländemobilitätsberechnung
wurde in ein GIS implementiert
Abb. 2: Darstellung der Geländebefahrbarkeit in einer Karte Abb. 3: Das Modellkonzept zur Berechnung der Geländemobilität Abb. 4: Darstellung der Umweltfaktoren, die in das Modell
mit einfließen