Umwelt

Landminen-Detektion in Kambodscha

Anstelle des Tragschraubers setzte das AMLS in Kambodscha ein Trike ein.
© Foto Fraunhofer FHR

Anstelle des Tragschraubers setzte das AMLS in Kambodscha ein Trike ein.

Das Messprinzip: Das von den Pflanzen reflektierte Sonnenlicht wird aus der Luft spektral aufgelöst aufgezeichnet.
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Das Messprinzip: Das von den Pflanzen reflektierte Sonnenlicht wird aus der Luft spektral aufgelöst aufgezeichnet.

Die Wissenschaftler des Fraunhofer AMLS untersuchen luftgestützte Sensorik. Es entstand die Idee, den von ihnen entwickelten Hyperspektral-Sensor zur Detektion vergrabener Landminen einzusetzen. Im November 2015 flog das Team nach Kambodscha, um die dortigen Hilfsorganisationen zu unterstützen und erste Erprobungen durchzuführen.

Alles begann mit dem Fraunhofer-Ideenwettbewerb »Projekte für Menschen« im Rahmen des Netzwert-Symposiums 2015. Ziel des Wettbewerbs war es, »Fraunhofer-Kompetenzen und -Technologien zu nutzen, um soziale Problemstellungen zu lösen«. Aufgrund persönlicher Kontakte zur Hilfsorganisation Kleine Hilfsaktion e.V. kam Kambodscha in den Fokus der AMLS-Gruppe: Das Land leidet auch fast 20 Jahre nach Kriegsende noch immer unter den Folgen des etwa 30-jährigen Bürgerkriegs (1970-1998). Es ist eines der ärmsten Länder der Welt und die Räumung der im Krieg vergrabenen Minen dauert noch immer an. Doch typischerweise sind über die Hälfte der als minengefährdet gesperrten Bereiche gar nicht mit Minen belastet. Mit Messflügen soll die neue Technik helfen, Areale zu klassifizieren, so dass Räumungsteams zielgerichteter eingesetzt werden können. Zudem könnten komplett unauffällige Flächen früher wieder freigegeben werden.

Die vom AMLS entwickelte Projektidee beruht darauf, die vorhandene luftgestützte, multi- und hyperspektrale Bildgebung zur Detektion bzw. Klassifizierung von Minenfeldern zu nutzen. Ursprünglich wurde die Technologie für die Pflanzenbeobachtung im Agrarbereich entwickelt. Das Messprinzip nutzt hierbei Pflanzen als Bioindikatoren für im Boden befindliche Schadstoffe. Die in der Regel mehr als 30 Jahre alten Landminen geben ihre Sprengstoffe im Laufe der Zeit in den umliegenden Boden ab. Diese werden von Pflanzen aufgenommen. Dadurch wird deren Stoffwechsel gestört, was wiederum zu einem veränderten Reflexionsverhalten des Sonnenlichtes führt. Dies kann die spektrale Sensorik des AMLS detektieren. Prinzipiell konnte das Messprinzip in den USA im Labor bestätigt werden. Eine Feldmessung unter Realbedingungen hatte bis dahin aber noch nicht stattgefunden. 

Das beim Wettbewerb eingereichte Projektpapier überzeugte die Juroren und das AMLS wurde ins Finale der letzten acht Kandidaten im Januar 2015 nach München eingeladen. Dort präsentierte das Team das Projekt im Rahmen eines Elevator-Pitches dem Fachpublikum des Netzwert-Symposiums. Erfreulicherweise erreichte die Forschergruppe dabei den 2. Platz - nur 1,6 Prozentpunkte hinter dem Erstplatzierten, was mit einer Fördersumme in Höhe von 25.000 Euro verbunden war. Ein zusätzliches persönliches Preisgeld von 3.000 Euro wurde dem Kleine Hilfsaktion e.V. gespendet.

Nach dem Erfolg beim Wettbewerb war das Team entschlossen, eine Messflugkampagne in Kambodscha durchzuführen. Da bereits der Transport des Tragschraubers nach Kambodscha das Budget erschöpfen würde, galt es, ein geeignetes Ultraleicht-Fluggerät vor Ort zu finden. Fündig wurden die Forscher dank Internet-Recherche: Sie stießen auf einen Piloten, der mit einem Trike – einer Art motorisiertem Hängegleiter – Touristen über die Tempelanlagen in Kambodscha fliegt. Eine gemeinsame Kampagne wurde für November 2015 vereinbart.

Im November hat die Vegetation nach der Regenzeit ihre physiologisch aktivste Phase, was zu besseren Messungen führt. Für die Anpassung der AMLS-Technik an das Trike arbeiteten die Forscher mit einem baugleichen Modell aus den Niederlanden. Die Besitzer des Trikes, das Microlight Aero Team am Flugplatz in Budel, unterstützen die Mission der AMLS-Gruppe: Sie ließen die Forscher nicht nur das Fluggerät detailliert anschauen und zerlegen, sie ermöglichten auch kostenfreie Testflüge.

Bei verschiedenen Gesprächen während der Projektvorbereitung wurde das Team auch immer wieder an Oberst a.D. Peter Willers verwiesen, der sechs Jahre lang für das Auswärtige Amt einen Minenräumzug in Kambodscha geleitet hat. Glücklicher Zufall: Der Experte lebt gerade einmal 20 km vom RheinAhrCampus entfernt und war umgehend für das Projekt zu begeistern. Dank seiner guten Kontakte konnte Peter Willers in Kambodscha nicht nur viele wichtige Behörden-Türen öffnen, er hat sich auch bereit erklärt, neben Roland Debschütz vom Kleine Hilfsaktion e.V. als Berater mit nach Kambodscha zu reisen, was sich als extrem wichtig erweisen sollte.

Während der Messkampagne konnten die Forscher erfolgreich über 40 GB Messdaten sammeln, welche sie nun auswerten müssen. Die Flüge in Kambodscha haben in einer Region stattgefunden, in der aktuell Minen-Räumungen durchgeführt werden. Diese Räumungen sind in einigen Monaten abgeschlossen. Relevant hierbei ist, dass das Team anschließend die endgültigen Räumkarten erhalten wird, die zeigen, wo tatsächlich Minen gefunden wurden. Durch Vergleich mit den Ergebnissen der Befliegungen wollen die Wissenschaftler die wichtigen spektralen Indikatoren für den Landminen-induzierten Pflanzenstress identifizieren.

Details der Reise im November 2015 sind als Blog (amls-cambodia.blogspot.de) im Internet nachzulesen.