Geodaten für unbemannte Luftfahrtsysteme

Unbemannte Luftfahrtsysteme, umgangssprachlich oft Drohnen oder Copter genannt, werden rechtlich der Luftfahrt zugeordnet. Daher ist es relativ naheliegend, sich für den Aufstieg mit einem Gerät mit Aspekten der Luftfahrt auseinanderzusetzen. Für viele Piloten am Boden heisst das, sich mit Luftraumstrukturen und Luftraumkarten zu beschäftigen. Allerdings bilden diese Daten nur einen Bruchteil dessen ab, was für eine Flugplanung tatsächlich relevant und wichtig ist: Denn validen Geodaten wird eine ganz besondere Bedeutung zu Teil!

Zwar ist die Thematik von Flügen mit Drohnen rechtlich in der Luftfahrt verortet, aus betrieblicher Sicht ist die Schnittmenge für praktikable Verfahren jedoch verschwindend gering. Bei Aufstiegen mit Drohnen handelt es sich vielmehr um ein bodengebundenes Verfahren, bei dem sich luftige Höhen zu Nutze gemacht werden. Zum einen wird der Betrieb stets vom Boden aus gesteuert und überwacht, zum anderen ist in mehr als 90% der stattfindenden Anwendungsfälle das Objekt der Begierde am Boden verortet. Vor allem geht es ja beim Flug mit unbemannten Luftfahrtsystemen heute darum, qualitativ hochwertige Daten von bodengebundenen Strukturen und Objekten zu erhalten. Unsere Infrastruktur spielt dabei eine nicht zu vernachlässigende Rolle.

Der rechtliche Einfluss von Infrastruktur auf Drohnen ist wichtig

Die Infrastruktur bestimmt natürlich vor allem im gewerblichen und industriellen Einsatz, wo und wie Drohnen zur Datengenerierung eingesetzt werden. Eben genau von diesen bestehenden Gebäuden, Strukturen, Verkehrswegen und Objekten sollen ja die Daten für einen bestimmten Zweck erhoben werden. Die Beschaffenheit dieser Infrastruktur hat dabei einen wesentlichen Einfluss auf die Art der verwendeten Drohnen und Geräte. So lassen sich beispielsweise im Inneren von Gebäuden, Schornsteinen, Schiffen oder in Schächten, je nach Maß, kleine speziell dafür konzipierte Drohnen einsetzen. Für eine Visualisierung von Gebäuden in der Stadt werden Höhen, Abstände, Winkel und die Ausmaße von Gebäudestrukturen beachtet. Es ist offensichtlich, dass dies insbesondere bei der Kollisionsverhütung eine wesentliche Rolle spielt.

Viel wichtiger als der direkte physische Einfluss der Infrastruktur auf die Drohne, ist der rechtliche Einfluss von der bestehenden Infrastruktur auf die Luftraumgestaltung. Insbesondere im sehr niedrigen Luftraum unter 150m erzeugt unsere bestehende Infrastruktur eine Vielzahl an Lufträumen, welche alle mit Auflagen belegt sind. Diese haben damit einen indirekten Einfluss auf den Aufstieg eines unbemannten Luftfahrtsystems. Salopp gesagt, entscheidet bestehende Infrastruktur in der Regel darüber, ob ich in einem bestimmten Gebiet einfach so fliegen kann oder ob irgendwelche Betriebsverbote und sonstige Auflagen zu beachten sind. So besteht 100m um und über Krankenhäusern ein generelles Betriebsverbot. Für einen Start und eine Landung benötigt man die Zustimmung des jeweiligen Grundstückseigentümers. Die vom Menschen am Boden geschaffenen Strukturen bringen also allerlei Auflagen mit sich, die es zu beachten gilt.

Mehr als 97% der Auflagen für Drohnen werden vom Boden beeinflusst

Warum sind valide Geodaten so relevant?

Die Gründe für diese Auflagen liegen natürlich in verschiedenen Rechtsbereichen begründet, die u.a. Eigentums- und Persönlichkeitsrechte tangieren. Eben auch Natur- und Lärmschutzauflagen sowie Datenschutzangelegenheiten müssen berücksichtigt werden. Denn all diese Auflagen dienen der Sicherheit von Menschen, Verkehrsteilnehmern, Unternehmen u.v.m. Die existierenden Regeln und Gesetze stehen somit im direkten Zusammenhang mit unserer bestehenden Infrastruktur.

Nun gilt es aber, sich folgende Sachverhalte vor Augen zu führen. In der Luftfahrt werden in Deutschland weniger als 10MB an Luftraumdaten tatsächlich verarbeitet, wenn Flug mit einem Flugzeug durchgeführt wird. Über unserer bestehenden Infrastruktur existieren zweidimensional aber bereits über 50GB an verfügbaren Geodaten, die unsere bodengebundene Infrastruktur beschreiben. Diese Menge an Daten wächst natürlich nochmal exponential an, wenn man die Auswirkungen in die dritte Dimension erweitert. Der Aufstieg mit einem unbemannten Luftfahrtsystem wird zu mehr als 97% von den Auflagen am Boden beeinflusst und nur weniger als 3% der Auflagen ergeben sich tatsächlich aufgrund vorhandener Luftraumdaten und existierender Luftfahrtgesetze. Um also mit einem Copter aufsteigen zu können, sind viel mehr relevante Geoinformationen der vorhandenen Infrastruktur zu berücksichtigen und zu verarbeiten, als dies in der Luftfahrt generell bisher der Fall war. Die zu verarbeitenden Informationen multiplizieren sich mit dem Faktor 1000, um im unteren Luftraum überhaupt ein zuverlässiges Luftlagebild abbilden zu können. Ohne valide Geodaten am Boden, welche die räumliche Struktur abbilden, lassen sich weder Technologien wie Gefencing, noch zukünftige Lieferungen von Päckchen und Paketen sicher realisieren.

Die Geodaten für Drohnenflüge müssen amtlich, valide und gültig sein

Die Auswirkungen valider Geodaten

Hinzu kommt, dass eine Verdichtung der Infrastruktur im urbanen Raum stattfindet, in dem 75% der Deutschen leben. 31% der Menschen in Deutschland leben sogar in Städten mit über 100.000 Einwohner. Die Masse der Anwendungsfälle ist aber genau innerhalb dieser urbanen Strukturen verortet. Dies führt dazu, dass eine Vielzahl an existierenden räumlichen Auflagen sich überlagern und die Komplexität stark erhöhen. So können an einem Punkt mehrere Betriebsverbote gleichzeitig existieren. Beispielsweise wenn man eine Anlage zur Energieerzeugung und eine Industrieanlage in der Nähe einer Autobahn vorfindet. Doch von diesen räumlichen Auflagen muss man erst einmal wissen.

Eine große Herausforderung besteht schon darin über die verschiedenen Auflagen und Informationen zu verfügen, die Relevanz abzuschätzen und Folgerungen für den Aufstieg abzuleiten. Da der Betreiber eines unbemannten Luftfahrtsystems verpflichtet ist, umfassende Informationen über bestehende Auflagen für seinen Aufstieg einzuholen, muss die Möglichkeit bestehen, eine Vielzahl an relevanten Geoinformationen abrufen zu können. Es müssen irrelevante Geoinformationen ausgeklammert werden können, da diese gegebenenfalls keinen Einfluss auf einen Aufstieg mit sich bringen. Dies sind beispielsweise Metainformationen über die bebaute Fläche bei einem Privatgrundstück. In jedem Fall müssen die Geodaten amtlich, valide und gültig sein, damit ein einheitliches Lagebild existiert und man eine vollständige Flugplanung überhaupt erst durchführen kann. Dazu benötigt man in jedem Fall nicht nur die Rohdaten, für die zahlreiche Kartendienstleister in Deutschland Millionen an Euro ausgeben, sondern auch über das branchenspezifische Know How in der Aufbereitung, Attributierung und Pflege der Daten im dreidimensionalen Raum. Nur so können die Geodaten für unbemannte Luftfahrtsysteme verwendet werden.

Die Geodaten werden für jegliche Flugplanung relevant

Geodaten zur Flugplanung

Mit validen Geodaten lassen sich nicht nur Aufstiege planen, sondern auch Navigationssysteme für zukünftige Lieferdrohnen und Flugtaxis entwickeln. Die Geodaten sind sogar essentiell, um die Drohnentechnologie zukünftig überhaupt in Verkehrsinformationssystemen zu verarbeiten und zu orchestrieren. Für Unternehmen werden die Geodaten als Basis relevant, um Einsätze zu planen und auf Grundlage dieser Oberfläche wirtschaftliche Entscheidungen zu treffen. Geodaten sind daher für jegliche Flugplanung relevant, egal ob es sich um räumlich beschränkte Aufstiege oder Flüge von Punkt A nach Punkt B handelt. Zu diesem Zweck verarbeitet FlyNex mit Map2Fly bereits heute mehr als 80GB an Geodaten und stellt allein 8,5GB an relevanten, amtlichen Daten zur Flugplanung zur Verfügung. Mit GeoSphere kann diese einzigartige, branchenspezifische Datengrundlage ganz offiziell für Unternehmen zur Verfügung gestellt werden, um zukünftig Flüge aller Art im neuen unteren Luftraum zu ermöglichen.

FlyNex Team