Aufräumen nach den australischen Buschbränden 2019/2020
Fire and Rescue New South Wales (FRNSW) ist eine der größten städtischen Feuerwehr- und Rettungsdienste der Welt und die meistbeschäftigste in Australien. Im Sommer 2019/2020 standen sie vor ihrer bisher größten Herausforderung, als verheerende Waldbrände im ganzen Land wüteten.
Die Brände des australischen "Black Summer" verbrannten allein in New South Wales 5 Millionen Hektar. Über 8.000 Gebäude wurden zerstört. Die Wiederherstellung wird voraussichtlich Milliarden kosten. Das FRNSW-Team, bestehend aus mehr als 3.500 Vollzeit-Feuerwehrleuten, 7.800 Teilzeit- und freiwilligen Feuerwehrleuten sowie fast 500 Verwaltungs- und Handelsmitarbeitern, erlebte die Verwüstung aus erster Hand, als sie die Brände bekämpften.
Nachdem die Buschbrände effektiv unter Kontrolle gebracht wurden, verlagerte sich der Schwerpunkt der Einsätze auf die Aufräumarbeiten.
Der erste Schritt der Aufräumarbeiten besteht darin, die Menge des entstandenen Abfalls abzuschätzen.
Was zurückgeblieben ist
Was würden Sie retten, wenn Ihr Haus brennen würde? Was würden Sie zurücklassen müssen - und was passiert dann?
"Der erste Schritt zur Wiederherstellung nach einem Katastrophenereignis ist die Beseitigung der Trümmer - die physische Beseitigung der sichtbaren Auswirkungen, damit die Heilung der Gemeinschaft beginnen kann", erklärt Katherine Tuinman-Neal, die Spezialistin für Datensysteme und GIS der FRNSW Bushfire and Aviation Einheit.
Die Regierung von New South Wales hat sich verpflichtet, die Kosten für die Aufräumarbeiten zu übernehmen, und das FRNSW-Team wurde eingesetzt, um die ersten Schritte zu unternehmen.
Wie Feuerwehrleute in Australien mit Drohnen arbeiten
Fire and Rescue New South Wales arbeitet bereits seit 2015 mit Drohnentechnologie. Im Jahr 2017 wurde ein neues Drohnenteam ins Leben gerufen: die FRNSW Bushfire and Aviation Einheit. Das Team besteht aus Technischen Luftfahrtpezialisten, einem Teamleiter, einem Daten- und Systemspezialisten und einem Vorgesetzten, der die Einheit leitet.
Das Team hat eine breite Palette von Projekten durchgeführt. Wie Tuinman-Neal erklärt, gehören dazu: "Hochwasserbekämpfung, Gefahrgutvorfälle, Unterstützung von Buschfeuereinsätzen, Überwachung von unterirdischen Bränden, Wiederherstellung von Katastrophenhilfe nach einem Vorfall, Treibstoffbrand in einem Containerschiff, Tankerbrände, Risikobewertungen im Vorfeld von Ereignissen, geplante Brände, Umweltüberwachung und natürlich die volumetrische Berechnung von Trümmern."
Der Zweck der Mission war es, das Volumen des Schutts mithilfe von RPAS [Remotely Piloted Aircraft Systems] abzuschätzen, sowohl auf der Ebene einzelner Grundstücke als auch die Gesamtmenge in Gemeinden und im gesamten Bundesstaat, fährt Tuinman-Neal fort: "Aber mit welcher Menge und Art von Abfall haben es die Abfallbehörden zu tun und sind die richtigen Einrichtungen bereit, ihn aufzunehmen?"
Alles sieht ähnlich aus, wenn es mit Asche bedeckt ist, aber das FRNSW-Teamste weiß, dass nicht jede Art von Abfall auf dieselbe Weise entsorgt werden kann: Um die Abfallarten zu klassifizieren werden sie nach den folgenden Kategorien sortiert:
- Grünschnitt (organisches Material)
- Wiederverwertbare Materialien
- Fahrzeuge und Geräte
- Bauabfälle
- Asbesthaltige Abfälle
- Gefährliche Abfälle
Die Kategorisierung des Abfalls vor der Räumung hilft den Entsorgungsunternehmen, die Menge und die Art des Materials, mit dem sie umgehen müssen, zu verstehen und entsprechend zu planen. Die eindeutige Kennzeichnung von Asbest oder gefährlichen Abfällen hilft den Mitarbeitern vor Ort, sicher zu arbeiten, während sie die "schwarzen" Flächen räumen.
"Die Daten helfen dabei, eine Grundlage für eine umfassende lokale und landesweite Entsorgungsstrategie zu entwickeln, um sicherzustellen, dass die Aufbereitungs- und Abfallanlagen auf jeder Ebene und in jeder Phase des Prozesses die Mengen und Arten des anfallenden Schutts bewältigen können während die Gemeinden mit den Aufräumarbeiten beginnen - und gleichzeitig in der Lage sind, ihn zu recyceln oder wiederzuverwenden wo dies möglich ist "sagt Tuinman-Neal. "Wir hoffen, dass die Umwelt davon profitiert, wenn wir mehr über die Art des anfallenden Schutts wissen und weniger auf der Mülldeponie landet."
Die Gegenwart studieren, um für die Zukunft zu planen
Der "Black Summer" brachte nicht die ersten Brände nach Australien. Und da die Klimakrise extreme Wettermuster beschleunigt, werden es auch nicht die letzten gewesen sein. Das FRNSW-Team hatte zwei Missionen. In erster Linie, Gemeinden in Not zu unterstützen. Zweitens, "genau zu bestimmen, welche Trümmer nach dem Einschlag in den am stärksten betroffenen Gemeinden an der Südküste von New South Wales vorhanden waren", erklärt Tuinman-Neal. Die gesammelten Informationen werden es der FRNSW Bushfire and Aviation Einhiet ermöglichen, einen robusten, skalierbaren Arbeitsablauf zu entwickeln, der auch in Zukunft verwendet werden kann.
Wir haben vier Gemeinden ausgewählt, die ein unterschiedliches 'Trümmerprofil' aufwiesen, um einen Einblick in die praktische Seite der Aufräumarbeiten zu bekommen, sagt Tuinman-Neal. Die oberste Umweltbehörde von New South Wales, EPA NSW, arbeitete mit FRNSW zusammen, um die besten Gebiete für die Durchführung dieser Analyse zu bestimmen.
Die verschiedenen "Gemeinde-Schuttprofile" wurden grob klassifiziert als:
- Vororte - Freistehende Einfamilienhäuser mit begrenzter Vegetation
- Küstensiedlung - Weit auseinander liegende freistehende Häuser, die von Vegetation umgeben sind. Die Küstenlage führt zu anderen Wettermustern als im Binnenland
- Halbländlich - Freistehende Häuser und Nebengebäude, die weit verstreut und von Vegetation umgeben sind
- Ländlich/abgelegen - Freistehende Häuser und Nebengebäude, mit zusätzlichen Komplikationen durch landwirtschaftliche Materialien und Brennstofflager
Unabhängig vom Gebiet blieb der Arbeitsablauf der Kartierung derselbe.
Projektdetails: Schätzung des Abfallvolumens nach einer Katastrophe
| Standort | Neusüdwales, Australien |
| Team | Feuerwehr und Rettungsdienst New South Wales Bushfire and Aviation Unit |
| Hardware | DJI M210 mit X5S sensor DJI Mavic 2 |
| Software | Pix4Dcapture - Drohnenflugplanungs-Software Pix4Dmapper - Fotogrammetrie-Software |
| Datenerfassung | 5 Tage insgesamt |
| Verarbeitungszeit | 9 Stunden |
| Datenformat | RGB-.jpg-Bilder |
| Erfasste Daten insgesamt | "~7.500 Bilder |
| 150GB" | |
| GSD | 2 bis 3 cm/px |
| Ausgänge | "Orthomosaike |
| 3D-Modelle" |
Zunächst machte sich das Team auf den Weg zu den betroffenen Untersuchungsgebieten. Angesichts der Größe von New South Wales war die Reise zwischen den Vorstädten, der Küste, den halb-ländlichen und abgelegenen Gebieten ein Projekt für sich.
Die Datenerfassung dauerte fünf Tage in zwei separaten Missionen, sagt Tuinman-Neal. "Es gab immer noch aktive Brandbekämpfungsmaßnahmen und einige der Gebiete waren geografisch anspruchsvoll in Bezug auf die Entfernung und erforderten einen Geländewagen, um dorthin zu gelangen. Einige Standorte erforderten die Überquerung von Bächen - meist mit einem Allrad-Geländewagen, obwohl das Team an einem Standort die gesamte RPAS-Ausrüstung zu Fuß über einen Bach tragen musste, um zu einem geeigneten Startplatz in der Nähe zu gelangen. Insgesamt legte das Team über 1.500 Kilometer zurück, um die Trümmerprofile der Gemeinde abzudecken und die Anforderungen an die Datenerfassung zu erfüllen."
Am Einsatzort angekommen, plante das Team die Missionen in Pix4Dcapture. "Dem Team gefällt, dass Pix4Dcapture sehr intuitiv zu bedienen ist", sagt Tuinman-Neal.
Die Drohnenflotte der FRNSW Bushfire and Aviation Einheit bestand aus einer DJI M210, die mit einem hochauflösenden X5S-Sensor ausgestattet war. Diese Drohne wurde für die Kartierung verwendet, und eine zweite DJI Mavic 2 wurde für die Orientierung vor Ort und zur Aufnahme von Nadir-Bildern für Berichte eingesetzt. Einige der Standorte waren mit dem charakteristischen australischen Eukalyptusbaum übersät. Obwohl die Bäume verbrannt und entlaubt waren, stellten sie mit einer Höhe von 40 Metern immer noch eine Herausforderung in Bezug auf Sicherheit und Flugplanung dar. Die kleine Flotte von Rotationsdrohnen kam jedoch gut damit zurecht, den Bäumen und dem Wind auszuweichen, der am Nachmittag immer stärker wurde.
Die Drohnenflotte der FRNSW Bushfire and Aviation Einheit bestand aus einer DJI M210, die mit einem hochauflösenden X5S-Sensor ausgestattet war. Diese Drohne wurde für die Kartierung verwendet, und eine zweite DJI Mavic 2 wurde für die Orientierung vor Ort und zur Aufnahme von Nadir-Bildern für Berichte eingesetzt. Einige der Standorte waren mit dem charakteristischen australischen Eukalyptusbaum übersät. Obwohl die Bäume verbrannt und entlaubt waren, stellten sie mit einer Höhe von 40 Metern immer noch eine Herausforderung in Bezug auf Sicherheit und Flugplanung dar. Die kleine Flotte von Rotationsdrohnen kam jedoch gut damit zurecht, den Bäumen und dem Wind auszuweichen, der am Nachmittag immer stärker wurde.
Eine weitere Herausforderung war, dass das Projekt den Einsatz von Drohnen in der Nähe von Flugzeugen erforderte, sagt Tuinman-Neal. "Dies ist nicht das erste Mal, dass FRNSW so etwas macht, und wir haben festgestellt, dass ein guter Kommunikationsplan zwischen dem Drohnenpiloten Anthony Wallgate, dem verantwortlichen Piloten Onur Ayyildiz und dem Luftffahrtsverantwortlichen entscheidend ist, mit klaren Parametern rund um Fluggebiete, Flughöhen und Dauer der Flüge. Darüber hinaus sind die ständige Überwachung der Frequenzen des Luftraums und der lokalen bemannten Flugzeuge, die Beobachtung der Support-Crew und die laufende Kommunikation mit den Piloten während des gesamten Projektzeitraums unabdingbar."
Rund 2.300 Bilder wurden sowohl in den vorstädtischen als auch in den küstennahen Feriensiedlungsgebieten aufgenommen. Die halbländlichen und abgelegenen Gebiete erforderten eher 1.400 Bilder.
Nach der Rückkehr vor Ort führte das Team eine erste Verarbeitung vor Ort durch. Dabei wurde nicht nur die Qualität des Outputs überprüft, sondern auch der Qualitätsbericht von Pix4Dmapper, um sicherzustellen, dass genügend Bilder erfasst wurden und um eventuelle Probleme zu erkennen.
Wir haben uns für Pix4Dmapper anstelle von Pix4Dreact entschieden, weil wir Pix4Dmapper's 3D für die volumetrischen Berechnungen benötigten, sagt Tuinman-Neal. "Wir sehen auf jeden Fall viel Potenzial für die Feuerwehr und den Rettungsdienst mit Pix4Dreact und haben ein Trainingsprogramm entwickelt und einen Plan, um es an unsere 50 Piloten auszurollen - es wird derzeit mit unseren Bushfire Officers getestet."
Während des fünftägigen Einsatzes sah sich das Team mit der persönlichen Herausforderung konfrontiert, das Ausmaß und die persönlichen Auswirkungen der Brände zu sehen, sowohl auf lokaler als auch auf landesweiter Ebene. "Viele Bewohner erzählten, was passiert ist, während sie ihre Häuser verteidigten, und viele waren mitten in der Verarbeitung und Bewältigung des Verlustes ihrer Häuser. Das machte das Team nur noch entschlossener, die bestmöglichen Daten zu liefern, um dieser Gemeinde bei der Erholung zu helfen", sagt Tuinman-Neal.
Konsistente Ergebnisse für koordiniertes Handeln
Die detaillierte Verarbeitung zurück im Büro dauerte neun Stunden und wurde auf einer "High-Speccd Dell Workstation" abgeschlossen.
Die FRNSW Bushfire and Aviation Einheit erstellte Modelle und Orthomosaike aller Standorte mit einer GSD von 2-3 cm, stellte aber fest, dass die Verknüpfung von Boden- und Luftdaten für das Verständnis der Trümmer entscheidend ist. Zu diesem Zweck erstellte das Team 200 individuelle Berichte zur Bewertung der Trümmer auf den Grundstücken, die 360-Grad-Fotos nach dem Einschlag, eine Kategorisierung der Trümmerarten und Vorher-Nachher-Vergleiche enthielten. Jeder Bericht gibt einen Hinweis auf die auf dem Grundstück gefundenen Abfallarten.
Beispiel Brandschadensbericht
Auf Pix4Dcloud erstellte Anmerkungen verknüpfen einzelne Gebäude mit den fertigen Berichten.
Das einheitliche Format der Berichte erleichterte die Erstellung und die Kommunikation mit den örtlichen Stadträten und der Umweltschutzbehörde von New South Wales.
Wie geht es weiter?
Bei Fire and Rescue NSW bekämpfen wir zwar immer noch Brände und retten Menschen aus brennenden Gebäuden, aber wir tun auch so viel mehr als nur zu reagieren. Wir tun jeden Tag unser Bestes, um Leben und Eigentum zu schützen, aber im Kern geht es darum, unseren Gemeinden bestmöglich zu dienen und auf alles vorbereitet zu sein, was das Unersetzliche schützt, sagt Tuinman-Neal.
Das Team hat nicht vor, dort aufzuhören, sagt Tuinman-Neal. "Aus den Volumen- und Trümmerdaten, die wir über die verschiedenen Trümmerprofile der Gemeinden gesammelt haben, werden wir extrapolieren und ein landesweites Grundtrümmermodell erstellen. Die Hoffnung ist, dass in Zukunft ein erstes Trümmerwirkungsmodell als Grundlage für die Wiederherstellungsbemühungen verwendet werden kann. Wir sehen, dass an diesem Punkt die RPAS und die erfassten Daten verwendet werden, um das Modell zu validieren und weiter zu verfeinern. Dies ermöglicht eine besser vorbereitete und effizientere Notfall-Bergung."Mit den gesammelten Berichten kann der Abfall sicher von den Standorten geräumt werden, und der Wiederaufbau kann beginnen. "In diesem Fall können wir die Verwüstung durch das Buschfeuer nicht ungeschehen machen, aber wir können die Informationen bereitstellen, die den Gemeinden helfen, den ersten Schritt zur Rückkehr zu einem gewissen Maß an Normalität zu tun", sagt Tuinman-Neal.
