Für Fragen des Globalen Wandels sowie Herausforderungen wie Klimawandel und Biodiversitätskrise ist die Satellitenfernerkundung längst ein unverzichtbares Instrument. Das Hessische Landesamt für Naturschutz, Umwelt und Geologie (HLNUG) setzt diese Technologie bereits in zahlreichen Fachbereichen ein.

Zunächst werden konkrete Anwendungsbeispiele präsentiert: Dazu zählen das Wasserqualitätsmonitoring mittels der optischen Sentinel-Satelliten, die Detektion von Bodenbewegungen mit SAR-Daten von Sentinel-1, die multi-temporale Zeitreihenanalyse für das Zustands- und Veränderungsmonitoring von Grünland sowie die zwei Dekaden umfassende Auswertung thermaler Satellitendaten für den hessischen Hitzeviewer. Diese Beispiele verdeutlichen, welches Potenzial die Fernerkundung für die Umweltverwaltung besitzt.

Der zweite Teil widmet sich den fachlichen und technologischen, als auch rechtlichen und administrativen Herausforderungen beim Einsatz von Fernerkundungsdaten in der Landesverwaltung. Dazu gehören beispielsweise die Auswahl geeigneter Sensortypen und Analysemethoden, der Einsatz von Künstlicher Intelligenz und Cloud-Diensten, die Sicherstellung der Reproduzierbarkeit von Ergebnissen bei sensorischen Weiterentwicklungen sowie die rechtliche Beweiskraft fernerkundungsbasierter Ergebnisse.

Aufbauend auf unseren Erkenntnissen skizzieren wir strategische Handlungsempfehlungen zur Etablierung der Satellitenfernerkundung im behördlichen Umweltmonitoring.

Im Rahmen staatlicher Erdbeobachtungsprogramme werden große Fernerkundungsdatensätze aufgenommen. Vor dem Hintergrund steigender Anforderungen an die Aktualität und Qualität des Digitalen Landschaftsmodells des Amtlichen Topographisch-Kartographischen Informationssystems (ATKIS® Basis-DLM) ist die Erschließung neuer Verfahren notwendig, die eine automatisierte Auswertung dieser Fernerkundungsdatensätze ermöglichen. Mit dem Aufbau einer leistungsstarken KI-Recheninfrastruktur wurde in der Hessischen Verwaltung für Bodenmanagement und Geoinformation (HVBG) die Grundlage geschaffen, Veränderungen der Landschaft auf Basis von Fernerkundungsdaten und KI automatisiert zu erkennen. Im Beitrag werden KI-basierte Verfahren vorgestellt, die dazu beitragen, die Qualität und Aktualität des ATKIS® Basis-DLM Hessens weiter zu erhöhen.

Extreme Wetterereignisse, wie Dürreperioden und Hochwasser, haben in der jüngeren Vergangenheit weltweit, aber auch in Deutschland, signifikant zugenommen. Damit nehmen die Herausforderungen z. B. für die Land- und Forstwirtschaft und für Planungen zum Hochwasserschutz zu. Fernerkundungsdaten können in diesem Zusammenhang einen großen Beitrag leisten, wenn es um fachspezifische Auswertungen, Schadensdokumentation, Präventionsmaßnahmen und/oder Monitoring geht.

Das Bayerische Satellitennetzwerk zielt auf die Erfassung und Bereitstellung solcher Fernerkundungsdaten in Form von hochaktuellen und präzise georeferenzierten Satellitenbildern ab. Das Missionskonzept sieht den Einsatz von Kleinstsatelliten, sog. CubeSats vor, die mit Multispektral-Kameras ausgestattet sind und auf sonnensynchronen Umlaufbahnen in einer Höhe von ca. 460 km fliegen.

Der Start einer Demonstrator-Mission ist für Mitte 2026 geplant und umfasst fünf aktive CubeSats im All für die Datengewinnung einer Teilfläche Bayerns. Ergebnisse dieser Demonstrator-Mission sind neben den Satellitenbildern, die initiale Missions- und Datenanalyse sowie die Erstellung und Evaluierung neuer Erfassungs- und Auswertemethoden. An der Umsetzung der Demonstrator-Mission sind das Zentrum für Telematik zusammen mit dem Startup S4 aus Würzburg, die Technische Universität München und die Bayerische Vermessungsverwaltung beteiligt.

Die Megatrends in der Geoinformationstechnologie wie Cloud, open source und mobile devices führen dazu, dass die Anbieter dieser Technologien ihre Geschäftsmodelle und Produkte fortentwickeln, bis hin zu strategischen Partnerschaften und Firmenübernahmen. Der Betrieb von GIS-Plattformen in der Cloud ermöglicht neue Formen der Partnerschaft mit Partnern und Kunden mit vielen Vorteilen für alle. Die Produktion und Bereitstellung der Geobasisdaten in der Cloud bietet neue Wertschöpfungsketten und unterstützt die Bestrebungen der öffentlichen Verwaltungen zur Haushaltskonsolidierung.

Digitale Souveränität wird dabei zu einem zunehmend zentralen Gestaltungsfaktor – sowohl politisch als auch operativ. Daraus ergeben sich spezifische Anforderungen und Treiber, die über allgemeine IT-Souveränität hinausgehen, um die Kontrolle über Geodaten und Anwendungen zu behalten, die Abhängigkeit von proprietären GIS-Plattformen zu reduzieren, die langfristige Verfügbarkeit von IT-Fachverfahren zu sichern sowie souveräne Cloud- und Hostingstrategien zu entwickeln.

Unter dem Dach des Lenkungsausschuss Geobasis entwickeln die Landesvermessungs- und Geoinformationsverwaltungen der Bundesländer und des Bundes gegenwärtig Strategien zur Sicherstellung der digitalen Souveränität für die Geodaten in ihrem Verantwortungsbereich.