Joint Lab Drohnen & Sensorik

Fliegende Drohne
Foto: Jonas Zeidler
Drohnenflug auf dem Testgelände in Krampnitz
Drohne und Sensoren auf kurz vor Abflug
Foto: Jonas Zeidler

Die Entwicklung des unbemannten Fliegens (unmanned aerial vehicle = UAV) eröffnet großes Potential für die Forschung – aber auch Herausforderungen. Vor allem in den Bereichen Geowissenschaften, Biologie, Physik und Informatik setzt man UAVs ein. Hier sind Drohnen beispielsweise Teil des Forschungsinteresses. Hierfür sind regelmäßige Flüge notwendig, um Drohnen zu testen und zu kalibrieren.

Auch in den Umweltwissenschaften werden Drohnen für den Einsatz in Forschungsprojekten getestet. Mit verschiedenen Sensoren ausgestatten können Drohnen beispielsweise für klimarelevante Messungen eingesetzt werden. Auf einem Testgelände können die Sensoren kalibriert und die Drohnen selbst eingestellt werden. Auch können neue, noch nicht standardisierte Messmethoden für unterschiedliche Forschungsfragen erprobt werden.

Am Standort Potsdam-Krampnitz wollen wir zusammen mit dem Entwicklungsträger der Landeshauptstadt Potsdam ein Testgelände mit definierten Parametern aufgebauen. Im Joint Lab Drohnen & Sensorik werden die Kompetenzen der UAV-Anwender*innen mit denen von Entwicklern*innen für Sensorlösungen und Datenanalyse, sowie  angrenzenden Einrichtungen gebündelt. Ein besonderer Schwerpunkt liegt auf der Entwicklung von Anwendungen für den Geo-Bereich sowie Ökologie und Umwelt.

Drohne und Sensoren auf kurz vor Abflug
Foto: Jonas Zeidler

Aktuelle Projekte

Landwirtschaftliche Flächen verbessern und erhalten

Im Joint Lab “Drohnen und Sensorik” wird der Fokus auf detailliertes Monitoring durch Drohnen, auch in Verbindung mit anderen Fernerkundungsdaten, sowie das Austesten unterschiedlicher Sensorik gelegt. 

 

Der Einsatz von Drohnen- und Sensortechnologien für die Fernerkundung ist für die Landwirtschaft schon seit Langem von besonderem Interesse. Unter dem Stichpunkt „Agri-Sensorik“ wird hier die Nutzung von Drohnen zur Erkundung landwirtschaftlicher Flächen gemeint, u.a. zur Untersuchung von Fehlstellen in Folge von Krankheitsbefall oder Schäden durch extreme Wetterbedingungen. Dies soll größeren Ernteausfällen vorbeugen und die Arbeit auf dem Feld erleichtern.

 

Der Nutzen von Fernerkundungsdaten in den Bereichen Klima- und Umwelt wird zunehmend anerkannt und spiegelt sich u.a. in neuen Projektideen wieder. So soll erörtert werden, welche Techniken sich besonders gut eignen, bspw. um urbane klimarelevante Faktoren, wie z.B. der Grad der Bodenversiegelung oder die Vegetationsdichte von Grünflächen zu bestimmen. 

Gerade wurde auch ein Antrag auf EU-Ebene eingereicht, welcher zum Ziel hat, die Biodiversität auf landwirtschaftlichen Flächen unter Zuhilfenahme von Satellitendaten zu verbessern und langfristig zu erhalten. 

Dr. Nastasja Scholz, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Joint Lab “Drohnen & Sensorik”, hat Frau Prof. Damaris Zurell und deren Biology and Macroecology Lab der Universität Potsdam für dieses Projekt, welches von einem lokalen Unternehmen initiiert wurde, gewinnen können. Zu Frau Prof. Zurells Arbeit gehört die Erstellung von Modellen zur Analyse des Zustands von Vogelhabitaten und die Identifikation negativer Einflüsse auf die Diversität von Vogelarten. Ihre Modelle können mit den Satellitendaten in räumlichen Bezug gesetzt werden und in Zukunft helfen, schneller zu erkennen wo sich problematische Flächen für Vögel befinden und was zum Erhalt der biologischen Vielfalt zu tun ist.

Diese EU-Kooperation ist ein gutes Beispiel für einen Beitrag der Innovativen Hochschule zum Wissens- und Technologietransfer. Hier trifft die wissenschaftliche Arbeit von Frau Prof. Damaris Zurell auf neue Technologien und innovative Ansätze, die von unterschiedlichen Unternehmen auf europäischer Ebene entwickelt werden. 

Stadtklima – Drohnen als Klimadetektoren

Grünvolumen und Versiegelungen in Städten sind klimarelevante Indikatoren. Was bedeutet das?

Durch die Quantifizierung innerstädtischer Grünflächen und den Grad der Versiegelung durch Bebauung können Wissenschaftler:innen und Stadtplaner:innen die städtische Wärmeentwicklung erfassen. Daraus lassen sich Rückschlüsse auf die Versickerung von Regenwasser ziehen, und damit auch Prognosen für den Fall von Starkregenereignissen und die Entstehung von Hochwasser. Deswegen liegt der Fokus des aktuellen Vorhabens auf der Quantifizierung innerstädtischer Grünflächen und des Grades der Versiegelung durch Bebauung mithilfe von Drohnenaufnahmen. Das Projekt ist im Joint Lab Drohnen & Sensorik angesiedelt und untersucht, in welchem Maße sich Satelliten- und Luftbildaufnahmen durch Drohnendaten ergänzen lassen, um Hitzeinseln in urbanen Regionen zu detektieren. In enger Kooperation mit der Potsdam Firma Luftbild Umwelt Planung GmbH (LUP) wird getestet, wie man mit Drohnen im Gegensatz zu optischen Satelliten das Problem der Bewölkung umgehen und gleichzeitig die zeitliche und räumliche Auflösung entscheidend verbessern kann. Durch ihre Flexibilität vereinfachen Drohnen außerdem die Nutzung unterschiedlicher Sensoren.

Ziel der Studie

Die Schaffung einer Entscheidungsbasis für klimarelevante Untersuchungen auf kommunaler sowie bundesweiter Ebene. Welche Technik eignet sich am besten für welche Fragestellung? Wo lohnt sich die Kombination aus Satelliten- und Drohnendaten?

Bisherige Schritte

Teilnahme an der Fachmesse AERO Friedrichshafen

Wissenschaftler:innen der Universität Potsdam und ihre Partner suchen gemeinsam nach neuen Lösungen für ein verbesserten Umweltmonitoring mittels Drohnen und anderer unbemannter Fluggeräte.

Deutschlandkarte, Blick auf Berlin und Umgebung

CURPAS e. V. – Das starke Netzwerk für UAV

UAV-Expertise in Golm und deutschlandweit: Die Netzwerk-Mitglieder stellen sich im aktuellen Drohnenmagazin vor. Wir arbeiten im Netzwerk mit 62 Experten unterschiedlicher UAV-Richtungen zusammen.

fliegende Drohne vor Himmel mit Sonnenuntergangsstimmung

Drohnen-Testflug für Anwenderszenarien

Am 21.09.2020 fand ein Drohnentest mit 3-4 kleinen Drohnen statt. Der TC organisierte den Testflug für Kooperationspartner*innen des Joint Lab „Drohnen und Sensorik“. Foto: Jason Blackeye-Unsplash

Drohne auf dem Campus Golm

Drohnenforschung in Potsdam

Am 15.1.2020 wurden die Pläne und Erwartungen zum zukünftigen Golmer Drohnentestfeld von Drohnenforschern diskutiert.

Curpas-Logo

Mitglied im CURPAS Netzwerk

Die Universität Potsdam ist seit 2020 GOLD-Member im CURPAS-Netzwerk und bringt sich fachlich durch die Professur Bodo Bookhagen und instutionell durch den Technologiecampus ein.

Nastasja A. Scholz, PhD

Wissenschaftliche Mitarbeiterin (Joint Lab Drohnen)

 

Campus Golm
Universität Potsdam
Physikalische Chemie - innoFSPEC
Am Mühlenberg 3, Haus 60
14476 Potsdam

Martin Schüttig, M.Sc.

Wissenschaftlicher Mitarbeiter (Joint Lab Drohnen)

 

Campus Golm
Universität Potsdam
Institut für Umweltwissenschaften und Geographie
Karl-Liebknecht-Str. 24-25, Haus 1
14476 Potsdam