Fernerkundung: Anwendungspotenziale in Afrika. Endbericht zum TA-Projekt

Die satellitengestützte Fernerkundung ermöglicht die kontinuierliche und immer genauere Beobachtung von Objekten auf der Erde. Die Anwendungsmöglichkeiten reichen vom Ressourcenmanagement in Land- und Forstwirtschaft über die Gewinnung von Umweltinformationen, die Kartierung und Planung von Siedlungen und Infrastruktur bis zum Katastrophenmanagement. Ein großes Potenzial wird auch für Entwicklungsländer angenommen, da dort die Vorzüge der Fernerkundung (weitgehend autonome, systematische Datenerfassung von schwer zugänglichen Gegenden) besonders zum Tragen kommen können. Aufgrund zunehmender ökologischer und sozialer Probleme (Desertifikation, Erosion, Stadtentwicklung) scheint ein Bedeutungsgewinn in Entwicklungsländern wahrscheinlich.
Im TAB-Bericht werden der Stand der Technik und gegenwärtige Anwendungen in Afrika dargestellt. Schwerpunkte sind die Möglichkeiten der Industrieländer einerseits und die wissenschaftlichtechnischen Kapazitäten afrikanischer Länder andererseits. Bei der Potenzialanalyse für eine verbesserte Nutzung der Fernerkundung in Entwicklungsländern wird untersucht, welche organisatorischen Strukturen auf nationaler und internationaler Ebene geeignet sind, um die Anwendung in Entwicklungsländern zu verbessern. ... mehr
Der Staat als wichtiger Förderer, Träger und Regulator der Technikentwicklung und -anwendung hat vielfältige Handlungsoptionen u.a. beim kooperativen Ausbau der Satelliteninfrastruktur, durch Verbesserungen des Datenzugangs, der Stärkung von Afrikainitiativen europäischer Organisationen, durch spezifische Partnerschaften mit ausgewählten Ländern sowie durch den Auf- und Ausbau von Technologietransferprogrammen mit begleitenden Evaluationsverfahren.

INHALT

ZUSAMMENFASSUNG 5
I. EINLEITUNG 23
1. Hintergrund und Zielsetzung des Projekts 23
2. Kooperation mit Gutachterinnen und Gutachtern 25
3. Aufbau des Berichts 26

II. FUNKTIONSPRINZIP, BESTANDTEILE DER TECHNOLOGIE 29
1. Elektromagnetische Strahlung 30
2. Wechselwirkungen zwischen EMS und Substanzen bzw. Objekten der Erdoberfläche 34
2.1 Spektrales Verhalten atmosphärischer Bestandteile 35
2.2 Wasser der Erdoberfläche 37
2.3 Vegetation 38
2.4 Böden und Minerale 39
2.5 Spektrale Signaturen 40
2.6 Objektidentifikationen 41
3. Infrastruktur zur Datenaufnahme 42
3.1 Sensoren – Beobachtungsinstrumente zur Datenaufnahme 42
3.2 Luft- und Raumfahrzeuge – Träger der Sensoren 48
3.3 Kennziffern zum Leistungsvergleich der Fernerkundungssysteme und Anwendungsgebiete spezifischer Fernerkundungsdaten 53
3.4 Weitere notwendige Technikmodule zum Betrieb der Satelliten 57
4. Von Messdaten zu Informationen – Inwertsetzung von Fernerkundungsdaten 65
4.1 Datenverarbeitung und Produktgenerierung 66
4.2 Die Nachfrageseite des Geschäftsfeldes »Geoinformationen« 73
5. Fazit 77


III. VÖLKERRECHTLICHE UND MULTILATERALE VEREINBARUNGEN, GLOBALE INITIATIVEN 81
1. UNO 81
1.1 Verträge 83
1.2 Grundsätze und Erklärungen 85
1.3 Grenzen des Handlungsraums der UNO 88
2. GEO und deren System der Systeme 89
3. Exportkontrollregime 90
IV. NATIONALE FERNERKUNDUNGSSYSTEME UND BEISPIELE FÜR ANWENDUNGEN IN AFRIKA 95
1. USA 96
1.1 Satellitensysteme zur Erdfernerkundung 98
1.2 Beispiele für Anwendungen in Afrika 106
2. Frankreich 112
2.1 Satellitensysteme zur Erdfernerkundung 112
2.2 Beispiele für Anwendungen in Afrika 116
3. Deutschland 120
3.1 Ausrichtung der deutschen Weltraumpolitik 120
3.2 Satellitensysteme zur Erdfernerkundung 122
3.3 Initiativen zum Technologietransfer 129
3.4 Beispiele für Anwendungen in Afrika 130
4. Großbritannien 134
5. Asiatische Länder 137
6. Fernerkundungsaktivitäten in Afrika 139
6.1 Algerien 140
6.2 Ägypten 141
6.3 Marokko 143
6.4 Nigeria 143
6.5 Südafrika 144
6.6 Länder ohne eigene Satellitenprogramme 146
6.7 Multinationale Organisationen zur Unterstützung von Fernerkundungsaktivitäten 148
6.8 Afrikanische Initiativen zum Ausbau eigener Fernerkundungskapazitäten 151
7. Fazit und Ausblick 153
7.1 Entwicklung und Betrieb der Satelliteninfrastruktur zur Datenaufnahme 154
7.2 Nutzung von Fernerkundungsdaten für Anwendungen in Afrika 158

V. FERNERKUNDUNGSSYSTEME EUROPÄISCHER ORGANISATIONEN UND BEISPIELE FÜR ANWENDUNGEN IN AFRIKA 161
1. Organisationsstruktur in Europa 162
2. Erdfernerkundung bei Eumetsat 166
2.1 Satellitensysteme zur Erdfernerkundung 166
2.2 Datenverarbeitung 168
2.3 Beispiele für Anwendungen in Afrika 169
3. Erdfernerkundung bei der ESA 175
3.1 Satellitensysteme zur Erdfernerkundung 175
3.2 Entwicklung von Geoinformationsdiensten – Anwendungsbereich Waldbeobachtung 177
3.3 Beispiele für Anwendungen in Afrika 178
4. Copernicus – ein europäisches Gemeinschaftsprogramm zur Erdbeobachtung 182
4.1 Weltraumkomponente 183
4.2 In-situ-Komponente 185
4.3 Informationsdienste: Anwendungsbereiche und Projekte im Rahmen der Afrikainitiative 185
5. Fazit 196

VI. INTERNATIONALE AKTIVITÄTEN ZUR NUTZUNG OPERATIONELLER FERNERKUNDUNGSSYSTEME 201
1. Internationale Charta für Weltraum und Naturkatastrophen 201
2. Fernerkundungsaktivitäten der GEO 204
3. Fernerkundungsaktivitäten der UNO 208
4. Fazit 215

VII. RESÜMEE UND HANDLUNGSOPTIONEN 219
1. Ausbau der Satelliteninfrastruktur und Datenbereitstellung 221
2. Nutzung von Fernerkundungsdaten in Afrika 228

LITERATUR 237
1. In Auftrag gegebene Gutachten 237
2. Weitere Literatur 237

ANHANG 243
1. Tabellenverzeichnis 243
2. Abbildungsverzeichnis 243
3. Abkürzungsverzeichnis 245