GMES PanGeo

Beitrag zum Projekt:

• PanGeo: A GMES-Copernicus service enabling access to geological information
• PanGeo: Ein GMES-Copernicus Dienst für die Erstellung und Bereitstellung von Bodenbewegungsinformationslayern (Geohazard Stability Layer (GSL)) für 52 Großstädte sowie dem dazugehörigen, geologischen Interpretationsbericht (Geohazard Description (GHD))

PanGeo – Ein GMES-Copernicus Dienst für den Zugriff auf geologische Informationen

PanGeo ist ein Projekt mit einer Laufzeit von 3 Jahren (2011 bis 2014), das im Rahmen des europäischen Erdbeobachtungsprogramms Copernicus (ehemals bekannt als GMES – Global Monitoring for Environment and Security) gefördert wurde. PanGeo bietet einen INSPIRE-konformen, kostenlos zugänglichen Online-Informationsdienst, mit dem sich lokale Behörden, Planer, nationale geologische Dienste, politische Entscheidungsträger und die breite Öffentlichkeit über mögliche Geogefahren in 52 der größten Städte Europas informieren können (Abbildung 1). Alle 27 nationalen geologischen Dienste der EU arbeiteten in diesem Projekt zusammen, um für jede Stadt jeweils einen Bodenbewegungsinformationslayer (Geohazard Stability Layer (GSL)) und einen dazu gehörigen geologischen Interpretationsbericht (Geohazard Description (GHD)) zu erstellen. Die Informationen können im PanGeo Portal oder in Google Earth™ visualisiert werden oder von der Projektwebseite heruntergeladen werden, um sie in ein eigenes System zu integrieren. Die Informationen zu Geogefahren basieren auf einer Persistent Scatterer Interferometrie (PSI)-Prozessierung, die Bodenbewegungsinformationen liefert sowie geologischen Informationen, die von nationalen geologischen Diensten und Partnern bereitgestellt wurden (Abbildung 2). Für Deutschland haben BGR-Forscher des Arbeitsbereichs Fernerkundung die geologische Interpretation der PSI-basierten Bodenbewegungsdaten für Berlin und Hannover vorgenommen.

Kurzzusammenfassung für Berlin (Auszug aus dem Geologischen Bericht für Berlin)

Die Bewegungsstudie für Berlin basiert auf Radardaten der Europäischen SAR-Satelliten ERS-1 und ERS-2, welche im Zeitraum vom 13. Mai 1992 bis zum 22. September 2001 aufgenommen wurden. Die Daten wurden vom ESA GMES Service Element Projekt Terrafirma zur Verfügung gestellt.
Insgesamt konnten Bewegungsraten für ca. 2 Millionen PSI-Messpunkte im Stadtgebiet von Berlin und in den angrenzenden Bereichen Brandenburgs ermittelt werden (Abbildung 3). Abgesehen von wenigen „Ausreißern“ liegt die Mehrzahl der ermittelten Bewegungsraten zwischen Extremen bei -15 mm und +9 mm pro Jahr. 90% der Messpunkte zeigen stabile Verhältnisse an, 3,7% der Punkte stellen Bodensenkungen von mehr als 2 mm pro Jahr dar, wobei 3,5% zur Landabsenkungsklasse von -2 bis -5 mm pro Jahr darstellen. Geländeanhebungen von mehr als 2 mm pro Jahr wurden für 4,7% aller Messpunkte ermittelt, mit einer Mehrzahl in der Klasse von 5 bis 7 mm pro Jahr. Für lediglich 0,06% der Messpunkte wurden Bewegungsraten von mehr als ±7 mm pro Jahr ermittelt.
Bodenbewegungen, für welche die direkte Übersetzung des englischen Terms „Geohazard“ in den deutschen Begriff „Geogefahren“ zutreffend wäre, konnten aus dem PSI-Datensatz nicht zwingend abgeleitet werden. Gebäudeschäden waren in wenigen Fällen bei Geländeüberprüfungen sichtbar, wenn ungeeigneter Baugrund für provisorische Gebäude oder Wochenendhäuser genutzt wurde. Die Mehrheit der Absenkungen mit jährlichen Raten von 2 mm und mehr wurden für einzelne Punkte oder Punktcluster geringerer Ausdehnung gemessen. Erste vorläufige Überprüfungen im Gelände lassen den Schluss zu, dass für urbane Bereiche übliche Baugrundverdichtungen und Setzungserscheinungen an Gebäuden die Ursache für diese Bewegungen sind. Besonders ausgeprägte Senkungsmerkmale wurden entlang der Eisenbahntrassen festgestellt. Hier führt der ständige Eisenbahnverkehr mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zur Verdichtung des Gleisbettes und in direkter Folge zu Senkungen mit jährlichen Raten von bis zu 10 mm und mehr entlang der Gleise. Im ausgewerteten Datensatz fällt eine großflächige Hebung im Westen des Stadtbezirkes Charlottenburg-Wilmersdorf auf, welche lagemäßig mit dem Salzkissen von Berlin Spandau und dem Untergrund-Gasspeicher der BES korreliert.
Grundsätzlich muss die Vorläufigkeit der hier erfolgten Auswertung der Bewegungsdaten für Berlin betont werden. Unabhängig davon stellen die hier ausgewerteten Daten eine Quelle wichtiger Informationen dar, welche Ausgangpunkt für weitere detaillierte Untersuchungen der als in Bewegung befindlich identifizierten Flächen sein können und sollten.

Kurzzusammenfassung für Hannover (Auszug aus dem Geologischen Bericht für Hannover)

Die Bewegungsstudie für Hannover beruht auf Radardaten der europäischen ERS-1 und ERS-2 Satelliten, die zwischen 1992 und 2000 aufgenommen wurden. Durch Anwendung der Methodik der Persistent Scatterer Interferometrie (PSI) wurden von CGG NPA Satellite Mapping aus den Szenen der aufsteigenden und absteigenden Satellitenbahn für so genannte „stabile Reflektoren“ (Persistent Scatterer) jährliche Bewegungsraten abgeleitet. Im ca. 2600 km² großen Untersuchungsgebiet, das auf Grundlage der Grenze der „Larger Urban Zone (LUZ)“ des Urban Atlas von Hannover und der Abdeckung der verwendeten PSI-basierten Bewegungsdaten festgelegt wurde, stehen Messwerte von ca. 200.000 stabilen Reflektoren zur Verfügung (Abbildung 4).
Mit Hilfe dieser PSI-Daten wurden in Hannover und Umgebung vertikale Bewegungen des Untergrundes festgestellt, die als zehn PanGeo Polygone ausgewiesen und ausgewertet wurden. Diese Polygone beschreiben „geohazards“, was im Deutschen mit „Geogefahr“ übersetzt werden kann. Die deutsche Übersetzung dieses Begriffes trifft jedoch nicht die genaue Bedeutung und steht im Rahmen des Projektes PanGeo vielmehr als Sammelbegriff für alle Ursachen, die zu Bewegungen des Untergrundes und Bodens führen können. Die geologische Interpretation der Polygone basiert auf geologischen und thematischen Karten sowie Geländebegehungen. Da die geologische Bewertung der gemessenen Bewegungsdaten im Rahmen dieser Arbeit nur nach einer ersten Inaugenscheinnahme getroffen werden konnte, stellt sie keine abschließende Interpretation dar und ist als vorläufig zu betrachten.
Bei den identifizierten Bewegungen handelt es sich um Absenkungen, die in Hannover und den umgebenden Gemeinden Seelze, Garbsen, Hänigsen, Sehnde, Ronnenberg und Wunstorf vorkommen. Die zwischen 1992 und 2000 gemessenen durchschnittlichen Bewegungsraten liegen dabei zwischen -1 und -3 mm/Jahr. Die Geländeabsenkungen in Hannover werden vermutlich hauptsächlich durch Kompaktion von Torf und künstlichen Auffüllungen verursacht. Weitere vermutete Ursachen der Bewegungen sind schrumpf- und quellfähige Tone sowie Setzungsbewegungen. In der Umgebung von Hannover werden die Bodenabsenkungen wahrscheinlich hauptsächlich durch Salzbewegungen und Bergbau verursacht. Vor Ort sind Auswirkungen der Absenkungen teilweise erkennbar, z.B. an der Verschiebung von Steinplatten oder Risseschäden. Da Risse jedoch vielfältige Ursachen haben können, kann alleine durch ihr Auftreten nicht ausschließlich auf Geländebewegungen als Ursache geschlossen werden. Für eine abschließende Interpretation und Bewertung der Geländebewegungen, sowie für die daraus resultierenden Auswirkungen, sind daher weitere Untersuchungen notwendig.

weitere Informationen

PanGeo News Release January 2014 (PDF, 532 KB) Januar 2014 (Englisch)

BGR Report der BGR, Juni 2014 (Seite 52)