• Veröffentlichungsdatum: 17.07.2017

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Geoinformationen - Schlüssel zum Erfolg

Jürgen R. Draxler

(Foto: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR, CC-BY 3.0.)
(Foto: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR, CC-BY 3.0.)

Der Geoinformationsdienst der Bundeswehr (GeoInfoDBw) gehört zur Fähigkeitsdomäne Unterstützung. Das Zentrum für Geoinformationswesen (ZGeoBW) bildet dessen Herzstück. Es liefert der Bundeswehr, wie auch den anderen Bundesministerien und -behören, sowohl für den Grundbetrieb als auch zur Planung, Vorbereitung, Durchführung und Nachbereitung von Einsätzen, aktuelle, qualitätsgesicherte Geoinformationen. 

Zur Zeit des Kalten Krieges sah der Bedarf an Geoinformationen grundsätzlich anders aus als heute. Digitale Kartensysteme gab es noch nicht, und Karten waren praktisch nur analog - sprich auf Papier - verfügbar. Mit dem Übergang in die aktuellen, multidimensionalen Bedrohungsszenarien erweiterte sich für die Bundeswehr auch der potenzielle Einsatzraum, nämlich vom deutschen Hoheitsgebiet zum globalen Einsatz. Eine derartige räumliche Abdeckung wäre mit der klassischen terrestrischen Vermessung nicht mehr zu bewältigen. Hier bot die parallel aufkommende Technik der raumgestützten Fernerkundung Abhilfe. Brigadegeneral Roland Brunner, Kommandeur des Zentrums für Geoinformationswesen der Bundeswehr und Leiter des Geoinformationsdienstes der Bundeswehr, verdeutlichte, dass „GeoInfo-Unterstützung längst weit mehr als die Lieferung klassischer Kartenprodukte und Wetterprognosen“ ist.

Damit steht der Dienst bei der Datengewinnung zu Geofaktoren vor zwei elementaren Herausforderungen: Einerseits sind es die unterschiedlichsten Bedarfsträger mit ihren individuellen Anforderungen, andererseits sind es die weltweiten Einsatzgebiete. Der Begriff „Geofaktoren“ meint hier alle natürlichen und anthropogenen Gegebenheiten der Erde (wie Wetter, Klima, Geländerelief, Gewässer, Bewuchs, Bebauung), die für militärische Fähigkeiten und in militärischen Operationen von Bedeutung sein können. Innerhalb der NATO wird bei den Geofaktoren zwischen den Umweltbedingungen (international: ­METOC) und den geografischen Merkmalen (international: geospatial) unterschieden. Geofaktoren spielen jedoch nicht nur für die Planung und Durchführung militärischer Operationen eine essenzielle Rolle. Aufgrund ihres starken Einflusses auf das Material werden sie auch im Planungs- und Rüstungsprozess betrachtet.

Die zahlreichen Einsätze seit den 1990er-Jahren führten zum Grundsatz „Vom Einsatz her denken“, was wiederum - in der NATO beginnend - zur Folge hatte, dass der Leitsatz „Training and fighting off the same map“ sukzessive umgesetzt wurde. Daraus leitete sich zunehmend eine Standardisierung der Geoinformationen ab. Auch für den meteorologischen und ozeanografischen Bereich wurde diese Zielsetzung unter dem Motto „One Operation One Forecast“ realisiert. Zur Sicherstellung dieser Ziele sind sowohl die Bereitstellung wie die Nutzung von Geoinformationen innerhalb der Bundeswehr eindeutig geregelt - und zwar in der Zentralen Dienstvorschrift (ZDv) A-1200/11, welche

  • die Nutzung von qualitätsgesicherten Geoinformationen, das heißt GeoInfo-Daten, im Geschäftsbereich des Verteidigungsministeriums festlegt,
  • die Verantwortung hierfür dem Geo-InfoDBw überträgt und
  • anweist, dass der GeoInfoDBw in die Entwicklung und Weiterentwicklung von Wehrmaterial einzubeziehen ist.

Interdisziplinärer Ansatz

Die 18 Fachdisziplinen der Geowissenschaften. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)
Die 18 Fachdisziplinen der Geowissenschaften. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)

Das Erfolgsrezept der GeoInfo-Unterstützung ist der interdisziplinäre Ansatz. Dazu wurden 18 Fachdisziplinen der Geowissenschaften beziehungsweise geowissenschaftliche Inhalte anderer Wissenschaftsdisziplinen unter dem Begriff des Geoinformationswesens zusammengefasst. Im Rahmen ihres Auftrages arbeiten die verschiedenen Geowissenschaftler und Geotechniker eng zusammen und sichern so das mögliche Optimum an GeoInfo-Unterstützung für die Streitkräfte und die zivilen Organisationsbereiche.

Welchen praktischen Nutzen eine interdisziplinäre Beratung bietet, wird am Beispiel der Bewertung einer Evakuierungsroute aus dem ISAF PRT FEYZABAD deutlich. Um eine Einschätzung der Geländebefahrbarkeit zu einer bestimmten Zeit abzugeben, wurden Parameter verschiedener Wissenschaftsdisziplinen zusammengefügt. Die Bewertung des Operationsgebietes mit seinen Geofaktoren ist der Kern der Situationsbeurteilung und der Schlüssel zur einsatzorientierten Unterstützung des Führungsvorganges. Allerdings: Ein derart hochkomplexes Produkt wird nur auf eine spezielle Anforderung hin erstellt.

Geoinformationsdienst der Bundeswehr

Der GeoInfoDBw ist (neben dem Sanitätsdienst und der Militärmusik) einer der drei Fachdienste der Bundeswehr. Er wird vom Leiter des GeoInfoDBw geführt, der in fachdienstlichen Angelegenheiten direkt dem Verteidigungsministerium untersteht. Der Leiter koordiniert den kompletten nachgeordneten Bereich und alle Zusammenarbeitsbeziehungen unterhalb der ministeriellen Ebene. Er hat nicht nur fachdienstliche Weisungsbefugnis gegenüber allen Angehörigen seines Dienstes, sondern in fachlichen Angelegenheiten auch gegenüber der Bundeswehr insgesamt. Zur Beschaffung von Geoinformationen verantwortet er einen eigenen Haushaltstitel, über den er im Rahmen der Beschaffungsrichtlinien für das Geoinformationswesen verfügen kann.

Der GeoInfoDBw besitzt eigene militärische Laufbahnen. Seine zivilen Angehörigen sind grundsätzlich den jeweiligen Laufbahnen des naturwissenschaftlichen Dienstes zugeordnet. Der Dienst umfasst rund 1 650 militärische und zivile Dienstposten - in den Teilstreitkräften und in fast allen Organisationsbereichen. Der größte Anteil findet sich (noch) in der Streitkräftebasis (SKB), weil dort das ZGeoBw verankert ist. Die ministerielle Fachaufsicht erfolgte bis vor kurzem durch das Referat SE I 2. Die GeoInfo-Kräfte in den Teilstreitkräften und Organisationsbereichen nehmen vor allem Aufgaben der GeoInfo-Beratung vor Ort wahr. Alle übrigen Aufgaben der GeoInfo-Unterstützung für Grundbetrieb und Einsatz werden zentralisiert im ZGeoBw bearbeitet.

Das Zentrum unterstützt beziehungsweise verstärkt die GeoInfo-Kräfte in den Teilstreitkräften und Organisationsbereichen bei der Erfüllung ihrer Fachaufgaben und stellt zentral alle GeoInfo-Daten und -Produkte für das Verteidigungsministerium und die Bundeswehr bereit. Mit 1. Juli 2017 wird das ZGeoBw aus der SKB herausgelöst werden und dem neuen Organisationsbereich Cyber- und Informationsraum (CIR) angegliedert. Bei dieser Umstrukturierung hat der Geo-InfoDBw innerhalb des Verteidigungsministeriums bereits ein eigenes Referat erhalten: CIT I 5.

Das neue Unterstellungsverhältnis unter dem Kommando Cyber- und Informationsraum. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)
Das neue Unterstellungsverhältnis unter dem Kommando Cyber- und Informationsraum. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)

Durch den Übergang in den neuen Organisationsbereich CIR kommt es zu weiteren Änderungen. Die Unterstellung unter das Kommando Strategische Aufklärung entfällt, und das ZGeoBw wird auf die erste untergeordnete Ebene angehoben. Damit einher geht die Frage, ob das Zentrum künftig ebenfalls den Status eines Kommandos erhalten soll. Unbeschadet dessen wird an der bisherigen Praxis der GeoInfo-Unterstützung in den verschiedensten Kommandobehörden, Ämtern und sonstigen Einrichtungen der Bundeswehr festgehalten.

Der GeoInfoDBw ist prozessorientiert aufgebaut und gliedert sich derzeit in vier Teilprozesse:

  • Steuerung des Geoinformationswesens;
  • Sicherstellung geowissenschaftlicher Ressortforschung;
  • Her- und Bereitstellen von Geoinformationen;
  • Durchführung interdisziplinärer GeoInfo-Beratung.

Die Prozessbeauftragten der Teilstreitkräfte beziehungsweise Organisationsbereiche sind in der Regel die Leiter der GeoInfo-Elemente in den oberen Kommandobehörden der jeweiligen Teilstreitkräfte beziehungsweise Organisationsbereiche. Die Umsetzung des Leistungsprozesses spiegelt sich in der Ende 2013 eingenommenen Struktur des ZGeoBw wider. Aufgrund der damaligen Prozessorientierung des GeoInfoDBw lassen sich die heutigen vier Teilprozesse weitestgehend geschlossen den Abteilungen des ZGeoBw zuordnen.

Im ZGeoBw werden alle zentralen Leistungen der GeoInfo-Unterstützung erbracht, wie die Her- und Bereitstellung von Geoinformationen jedweder Art, die zentralen Anteile der GeoInfo-Beratung sowie die Bereitstellung von fachspezifischen GeoInfo-Einsatzkräften. Darüber hinaus führt das Zentrum angewandte geowissenschaftliche Forschung durch und ist diesbezüglich auch Ressortforschungseinrichtung des Bundes mit einem wissenschaftlichen Beirat. Das ZGeoBw hat rund 920 zivile und militärische Dienstposten, wobei der Anteil zivil zu militärisch zirka 50:50 beträgt. Dieses Mischungsverhältnis findet sich auf allen Führungsebenen und bis hinunter in fast allen Teileinheiten wieder.

In der Struktur des ZGeoBw finden sich 920 zivile und militärische Dienstposten. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)
In der Struktur des ZGeoBw finden sich 920 zivile und militärische Dienstposten. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)

Nationale und internationale Zusammenarbeit

Die nationalen wie internationalen Beziehungen des GeoInfoDBw dienen vorrangig dazu, weltweite Geoinformationen zu beschaffen oder diese in gemeinsamen Herstellungsprogrammen mit anderen Nationen zu produzieren. Bei der Deckung des Bedarfes an Geoinformationen über das deutsche Staatsgebiet greift der GeoInfoDBw zu fast 100 Prozent auf die Daten von Landes- und Bundesbehörden zurück.

In der Regel arbeitet das ZGeoBw hier mit den oberen Bundesbehörden der jeweiligen Ressorts zusammen. So zum Beispiel mit dem Bundesamt für Kartografie und Geodäsie zur Karten- und Datenversorgung oder mit dem Bundesamt für Seeschifffahrt und Hydrografie zur Ausstattung der Marine mit Seekarten und nautischen Informationen. Die Forderungen der Bundeswehr bezüglich der Verfügbarkeit, Aktualität, Spezifikation und Weiterentwicklung von Länderdaten werden in die Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder eingebracht. Durch die Mitgliedschaft des ZGeoBw in dieser Arbeitsgemeinschaft konnte beispielsweise die Herausgabe der zivil-militärischen Kartenwerke ­­­ 1:50 000 (777 Kartenblätter) und 1:100 000 (209 Kartenblätter) realisiert werden.

Vorteil: Die Bundeswehr muss nicht mehr neben der militärischen Kartenausgabe außerdem noch eine zivile Version nutzen, was zusätzlich erhebliche Kosteneinsparungen zur Folge hat. Durch die zivil-militärischen Kartenserien wird zudem sichergestellt, dass im Katastrophenfall auf deutschem Staatsgebiet eingesetzte Kräfte der Bundeswehr und zivile Hilfs- oder Sicherheitskräfte über identisches Kartenmaterial verfügen. Im meteorologischen Bereich arbeitet das ZGeoBw auf Basis einer gesetzlichen Grundlage eng mit dem Deutschen Wetterdienst (DWD) in Offenbach zusammen. Neben der Ausbildung für den mittleren und gehobenen Wetterdienst wird auch das Deutsche Meteorologische Rechenzentrum gemeinsam betrieben, an dem die Bundeswehr einen Anteil von zirka 20 Prozent hält. Ein Teil der Rechneranlage steht in Euskirchen.

Der DWD liefert der Bundeswehr Basisleistungen während das ZGeoBw militärische Anschlussverfahren und hochauflösende verschiebbare lokale Wettermodelle für Einsatzgebiete berechnet. Eine Arbeitsteilung, die dem Zentrum eine hohe Flexibilität - insbesondere bei neuen Einsatzgebieten - verschafft.

Alternative Navigationsverfahren. Ziel ist eine integrierte ausfallsichere Positionierungs- und Navigationsfähigkeit für den Kampf im offenen und im urbanen Umfeld. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)
Alternative Navigationsverfahren. Ziel ist eine integrierte ausfallsichere Positionierungs- und Navigationsfähigkeit für den Kampf im offenen und im urbanen Umfeld. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)

Um die GeoInfo-Unterstützung für die Bundeswehr in weltweiten Einsätzen und für die Krisenvorsorge zu garantieren, ist eine umfangreiche Kooperation im internationalen Bereich unabdingbar. Dabei stützt sich der GeoInfoDBw einerseits auf bilaterale Vereinbarungen zum Austausch von Geoinformationen, andererseits werden zunehmend multinationale Produktionsvorhaben wichtiger, bei denen gemeinsam mit Geodiensten anderer Nationen Daten gewonnen und bearbeitet werden.

Insgesamt kooperiert das ZGeoBw mit zirka 40 Staaten - naturgemäß am engsten mit NATO- und EU-Partnern, beispielsweise Nationen wie Österreich, die sich im NATO-Programm Partnership for Peace engagieren oder zu den NATO-Partnern Across the Globe zählen. Das derzeit umfangreichste Projekt in diesem Zusammenhang ist das seit 2006 etablierte Multinational Geospatial Coproduction Program, an dem sich 32 Nationen beteiligen. Dabei werden große Teile der Erdoberfläche topografisch als so genannte Vektordaten erfasst und untereinander ausgetauscht. Die Daten werden in den Maßstäben 1:50 000 bis 1:100 000 dargestellt. Das ZGeoBw erhält für seine Teilnahme den Zugriff auf alle in dem Projekt gewonnenen Daten. Zurzeit sind zirka 5 200 1x1-Zellen verfügbar, weitere 1 500 sind in Bearbeitung. Neue Waffensysteme, die Verbesserung der Zielgenauigkeit oder der Einsatz in der Simulation verlangen eine immer höhere Genauigkeit auch bei den Höhendaten.

Zur Deckung dieses Bedarfes hat das Verteidigungsministerium die Rohdaten aus dem Projekt TanDEM-X beschafft. Diese Daten genügen den aktuellen Qualitätsanforderungen noch nicht und müssen daher aufbereitet werden. Primäres Ziel ist es, aus diesen Rohdaten ein homogenes Oberflächenmodell der Erde mit einer Auflösung von zwölf Metern zu erzeugen. Fehler kommen insbesondere in hydrologischen Bereichen wie Ozeanen, Seen, Stauseen, Teichen und Flüssen sowie in schwierigen topografischen Bereichen wie steilen Hängen, Start- und Landebahnen, riesigen Gebäuden oder Sanddünen vor.

Dass die Editierung des gesamten globalen Datensatzes von einer Nation allein nicht geleistet werden kann, liegt auf der Hand. Daher wurde das Programm TREx aufgelegt, an dem sich aktuell 28 Nationen beteiligen, und so die Editierarbeit auf viele Schultern verteilt. NATO wie EU werden durch den Geo-InfoDBw beziehungsweise das ZGeoBw sowohl mit Einsatzpersonal vor Ort als auch durch Leistungen unterstützt, die im Reach-back-Verfahren erbracht werden. Im Rahmen des Framework Nation Concepts der NATO hat Deutschland den Aufbau eines Clusters GeoMETOC Support angeboten.

Mit der Multinational Geospatial Support Group stellt Deutschland der NATO und der EU bereits seit 2015 erste Fähigkeiten im Bereich des Geospatial Supports zur Verfügung. Diese sollen um meteorologische und ozeanografische (METOC) Fähigkeiten erweitert werden. Der Aufbau der MN METOC Support Group wurde mit Beginn dieses Jahres eingeleitet. Langfristiges strategisches Ziel ist es, den FNC-Cluster GeoMETOC hin zu einem Europäischen Zentrum für Geoinformationen weiterzuentwickeln.

Ziel der Mission TanDEM-X (TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurement) ist ein dreidimensionales Abbild unserer Erde in einheitlicher Qualität und bislang unerreichter Genauigkeit. Hierzu umkreisen zwei fast baugleiche Satelliten in rund 500 Kilometer Höhe die Erde und tasten die Oberfläche (rund 150 Millionen Quadratkilometer) mit Radargeräten ab. Beide fliegen nur wenige hundert Meter voneinander entfernt in enger Formation und ermöglichen so zeitgleiche Aufnahmen des Geländes aus verschiedenen Blickwinkeln. Daraus werden präzise Höheninformationen in einem zwölf-Meter-Raster und mit einer vertikalen Genauigkeit von unter zwei Metern abgeleitet.

GeoInfo-Unterstützung für die Bundeswehr

Standardprodukte des GeoInfoDBw sind nach wie vor Wetterprognosen und klassische Karten. Ergänzend zu topografischen Basiskarten liefern zahlreiche thematische Karten und andere militärlandeskundliche Darstellungen detaillierte Fachinformationen über spezielle Gebiete respektive Einsatzräume. Darüber hinaus werden Satellitenbilder und daraus abgeleitete Satellitenbildkarten sowie andere digitale Kartenprodukte oder geografische Informationssystemanwendungen (GIS-Anwendungen), aber auch Produkte und Anwendungen zur Navigation bis hin zum Weltraumwetter erzeugt.

Daneben erstellt das ZGeoBw lage- und auftragsbezogene GeoInfo-Beratungsunterlagen im Reach-back-Verfahren. So werden zum Beispiel auf Antrag des Bundeskanzleramtes zurzeit tägliche Vorhersagen von Wetter und Seegang in der Ägäis für den „Koordinierungsstab Flüchtlinge“ produziert. Ein weiteres Beispiel ist die Erzeugung von 3-D-Visualisierungen zur Unterstützung des Einsatzes in Mali. In ihrer unmittelbaren GeoInfo-Arbeit unterstützen Kräfte des GeoInfoDBw die deutschen Kontingente weltweit im Einsatz vor Ort. Die Aerologie, Kartenversorgung, Einsatzvermessung und -geologie sind als Fähigkeiten ausschließlich im ZGeoBw vorhanden. Die Fähigkeit zur Raumanalyse ist im Heer und der SKB angesiedelt. Die Flugwetterberatung wird in allen drei Teilstreitkräften durchgeführt. Die Ozeanografie ist primär in der Marine ausgeplant.

Die althergebrachte Lagekarte wird durch das digitale Common Operational Picture (COP) ersetzt. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)
Die althergebrachte Lagekarte wird durch das digitale Common Operational Picture (COP) ersetzt. (Grafik: GeoInfoDBw/ZGeoBw)

Ausblick

Moderne Waffensysteme stellen immer höhere Anforderungen an Bereitstellung, Auflösung und Genauigkeit von Geoinformationen. Dies trifft gleichermaßen auf Führungsinformations-, Waffeneinsatz- und Simulationssysteme zu, die ohne eine präzise, aktuelle und qualitätsgesicherte Geoinformationsbasis nur über eine eingeschränkte Leistungsfähigkeit verfügen. Hier ist ein ständiger Aufwuchs an neuen Systemen notwendig - allerdings ohne bei Neueinführungen alte Systeme generell zeitgleich aus der Nutzung zu nehmen. Eine weitere Herausforderung sind die riesigen Datenmengen, die mittlerweile erzeugt werden - Stichwort: Big Data.

Dabei reicht das Spektrum von Daten, die mithilfe bundeswehr- beziehungsweise NATO-eigener Sensorik produziert werden,  über die zur Verfügung gestellten Daten der Dienste des Copernicus-Programms bis hin zu frei verfügbaren Datenbeständen aus den unterschiedlichsten Bereichen der Internetwirtschaft. Diese Entwicklung gewinnt im Bereich der Geowissenschaften zunehmend an Relevanz. Hier besteht erheblicher Handlungsbedarf. Diese Daten können durch geowissenschaftliche Verfahren analysiert sowie visualisiert und als zum Teil hochgenaue Geoinformationen für die Bundeswehr nutzbar gemacht werden.

In der Vernetzten Operationsführung wird die althergebrachte Lagekarte durch das digitale Common Operational Picture (COP) ersetzt. Ein wesentlicher Bestandteil sind dabei die Geoinformationen, auf die alle übrigen Informationen georeferenziert werden. Dieser Anteil wird in Form eines Recognized Environmental Pictures (REP) organisiert. Bei der Entwicklung des REP nimmt Deutschland innerhalb der NATO eine Vorreiterrolle ein. Jedoch multiplizieren sich Probleme im Bereich der Datenstandards, da die Daten von unterschiedlichsten Herstellern stammen. Eine andere Problematik, mit der sich der GeoInfoDBw auseinandersetzen muss, ist die Sicherstellung der Navigations- und Positionierungsfähigkeit sowohl im urbanen Umfeld als auch unter Navigation-Warfare-Bedingungen.

Das in der Bundeswehr hauptsächlich genutzte GPS-System reicht für eine zuverlässige Positionierung im urbanen Umfeld nicht immer aus. Abschattung in Häuserschluchten, Bewegung innerhalb von Gebäuden oder im Untergrund können eine präzise Positionsbestimmung beeinträchtigen. Es müssen alternative Verfahren ergänzend zur Anwendung kommen. Entsprechende terrestrische Systeme, deren Entwicklung das ZGeoBw aufmerksam verfolgt, sind bereits verfügbar. Hier gilt es, diese für die militärische Anwendung nutzbar zu machen. Künftige Einsatzräume werden verstärkt durch ein urbanes Umfeld und eine sensible Infrastruktur geprägt sein. Solche komplexen und dynamischen Einsatzumfelder stellen ganz besondere Anforderungen an die GeoInfo-Unterstützung. Außerdem kommt der Höhe als dritte Dimension und deren Darstellung eine besondere Bedeutung zu.

Von daher müssen sowohl besondere Verfahren und Methoden zur Gewinnung von Geoinformationen als auch neue GeoInfo-Produkte für urbane Einsatzräume entwickelt werden. An der Führungsakademie der Bundeswehr werden bereits Planübungen mit solchen Daten auf dem „Digitalen Lagetisch“ des Fraunhofer Institutes durchgeführt. Ziel des ZGeoBw ist - langfristig - die Bereitstellung eines dreidimensionalen Realweltmodells einschließlich der herrschenden Umweltbedingungen.

Fregattenkapitän d. R. Mag. Jürgen R. Draxler

 

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