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Nr. 89, 28.01.2017  voriger  Übersicht  weiter  REIHEN  SUCHE 

Wissenschaftlicher Höhenflug

Ob Militär, Paketdienste, Filmfirmen oder Privatleute: Drohnen finden immer mehr Fans. Auch in der Wissenschaft gibt es zahlreiche Verwendungszwecke für die unbemannten Luftfahr­zeuge.


Auf einem Zuckerrübenacker misst eine Drohne die Pflanzenhöhe. Foto: Duttmann

»Erschwingliche Fluggeräte werden immer leistungsstärker«, freut sich Dr. Christoph Rinne vom Institut für Ur- und Frühgeschichte. Als sich der Archäologe vor fünf Jahren seine erste Drohne anschaffte, reichte die Kraft der vier Rotoren gerade einmal aus, um eine leichte Smartphone-Kamera in die Luft zu bringen. »Entsprechend war die Bildqualität – kein Vergleich zu der Schärfe und Auflösung, die wir heute nutzen können«, sagt Rinne. Schon für etwa 1.400 Euro bekomme man mittlerweile Drohnen mit guter Systemkamera, die neben Foto- auch Nahinfrarot-Aufnahmen ermöglichen. Die Bedienung sei ebenfalls erheblich einfacher: »Sensoren nehmen den Pilotinnen und Piloten vieles ab, etwa die Korrektur des Neigungswinkels oder das Auf-der-Stelle-Schweben bei Seitenwind«, erklärt Rinne.

Beides ist wichtig, um wissenschaftlich verwertbare Aufnahmen aus der Luft zu machen. Wenn diese dann noch hochauflösend und komplett unverwackelt sein sollen, muss ein High-End-Gerät her. Die Graduiertenschule »Human Development in Landscapes« hat eine solche Drohne ange­schafft, die wegen ihrer acht Rotoren als Octocopter bezeichnet wird. Neupreis: um die 50.000 Euro. Einsatzmöglichkeiten: diverse. »Genutzt wird die Drohne beispielsweise von Wissen­schaft­lerinnen und Wissenschaftlern in der Archäologie, der Geographie, der Ökosystemforschung oder den Agrarwissenschaften«, berichtet Florian Bauer. Er gehört wie Christoph Rinne zu dem klei­nen Personenkreis an der Kieler Uni, der ein solches Profi-Gerät fliegen darf.

Während die Vorgaben für kleine Drohnen zum Privatgebrauch in Deutschland bislang nicht allzu streng sind (siehe Kasten), mussten die Kieler Pilotinnen und Piloten sogar eine Art Flugschein machen. »In dieser speziellen Schulung wurden uns rechtliche und praktische Aspekte vermittelt«, erläutert Florian Bauer. So gilt neben allgemeinen Regeln wie »don’t drink and fly« beispielsweise ein Mindestabstand von eineinhalb Kilometern zum nächsten Flugplatz – und zwar für alle Arten von unbemannten Fluggeräten (englisch: unmanned aerial vehicles, UAV).

Allerdings missachten vor allem Hobby-Drohnenfliegerinnen und -flieger diese Sperrzonen. Seit erschwingliche, unkompliziert steuerbare Drohnen auf dem Markt sind, kommt es daher immer häufiger zu gefährlichen Situationen. »Im Jahr 2016 wurden uns bis Ende November allein am Hamburger Flughafen fünf Fälle gemeldet, in denen Drohnen startenden oder landenden Flugzeugen gefährlich nahe kamen«, berichtet Ute Otterbein von der Deutschen Flugsicherung. »Im ganzen Jahr 2015 war es lediglich ein Fall.« Die Dunkelziffer sei vermutlich noch höher, da nicht jeder Fall der DFS gemeldet werde, schätzt Otterbein.

Die Forscherinnen und Forscher der CAU interessieren sich aber weniger für das Umfeld von Flughäfen als vielmehr für archäologische Grabungsstätten, landwirtschaftliche Anbauflächen – oder das Watt vor der schleswig-holsteinischen Westküste. Dort entdeckten sie auf Drohnenbildern jahrhundertealte Entwässerungskanäle, und bei Ebbe waren selbst die kleinen Unregelmäßigkeiten von Pflugspuren noch auf dem Meeresboden nachweisbar – ein deutlicher Beleg, dass die Menschen hier einst Ackerbau betrieben, ehe sich die Nordsee das Land zurückholte.

Forschende aus den Agrarwissenschaften und der Geographie wollen herausfinden, wie viel Bio­masse übers Jahr auf einem Acker wächst. Dazu überfliegen sie das Feld mehrfach im zeitlichen Abstand von einigen Wochen, um in einem 3D-Modell aus der veränderten Pflanzenwuchshöhe deren Volumen zu errechnen.

Auch in der Archäologie haben Drohnen viele Fans: »Damit kommen wir höher als mit jeder Lei­ter«, erklärt Dr. Jutta Kneisel von der Graduiertenschule. »Die Luftbilder helfen uns nicht nur, Grabun­gen zu dokumentieren und auszuwerten, sondern auch, potenziell interessante Orte für neue Projekte zu erkunden«, berichtet Kneisel aus der Praxis. »Auch räumliche Zusammen­hänge, beispielsweise zwischen mehreren Grabhügeln, lassen sich aus der Luft erheblich besser erkennen.«

Jirka Niklas Menke
Rechtliche Vorgaben für Drohnenflüge
Egal ob für private, wirtschaftliche oder wissenschaftliche Zwecke: Wer eine Drohne in den Him­mel schicken will, braucht dafür eine eigene Versicherung. Die Hausrat- oder Haft­pflicht­versicherung deckt mögliche Schäden meist nicht ab. Wer in die Privatsphäre anderer Men­schen eindringt oder gar Personen gefährdet, kann sich strafbar machen. Gleiches gilt für die Miss­achtung gesperrter Lufträume, etwa in der Nähe von Flughäfen oder Helikopter-Lande­plätzen. Für die kommerzielle Nutzung wird zudem eine behördliche Aufstiegserlaubnis benö­tigt. Hobbypilotinnen und -piloten dürfen ihre Drohne ohne vorherige Genehmigung starten, wenn diese weniger als fünf Kilo wiegt und nicht höher als 30 Meter fliegt. (jnm)
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