3D-Karte zeigt Hochwasserrisiko für das eigene Haus an

Naturkatastrophen wie Hochwasser richten verheerende Schäden an und gefährden Menschenleben. Um das Risiko zu reduzieren, sind Katastrophenschutzmaßnahmen aktiv, die sich an Erfahrungswerten und historischen Daten orientieren. Oft fehlt aber die Möglichkeit die Vielzahl verschiedener Daten – Helikopteraufnahmen, Satellitendaten und Aufzeichnungen einzelner Kommunen – so miteinander zu verbinden, dass sie für jeden leicht verständlich und einfach bedienbar sind.

Das VRVis (Vienna Research Center for Visual Computing) bietet deshalb so ein System seit 15 Jahren an. Die Plattform scenarify wird mit allen verfügbaren Daten gefüttert, um eine verständliche 3D-Karte einer Region zu erstellen. Dieser virtuelle Zwilling des Gebiets zeigt dann an, was genau bei Hochwasser passiert. 

Simulation für Flut-Szenarien

Meist wird scenarify in bestehende Hochwasserkarten eingebettet. Das Programm ist die Basis, die vom VRVis für die jeweiligen regionalen Bedürfnisse angepasst werden kann. Nutzer können sich jedes Gebäude von allen Seiten anzeigen lassen. Über Schaltflächen lassen sich dann verschiedene Flut-Szenarien durchspielen. 

So kann man etwa die Wasserhöhe oder die Regenmenge einstellen. Die 3D-Karte zeigt, wie und wo das Wasser fließt, inklusive der Strömungsrichtungen. Basierend auf historischen Daten und gängigen Prognosemodellen kann die Lage bis ins kleinste Detail analysiert werden. Wie sicher sind bestehende Hochwassermaßnahmen? Ist mein Haus in einem gefährdeten Gebiet? Wo würde das Wasser eindringen, wenn eine Flut ein Gebäude trifft? Welche Straßen sind im Ernstfall noch befahrbar?

Neue Schutzmaßnahmen entwickeln

Das Tool zeigt genau die Ausbreitung und die Fließwege des Wassers an. Daran sieht man, an welchen Stellen ein Fluss über die Ufer tritt. Das ist auch für Bürger und die Industrie interessant. Sie können sich ganz konkret anzeigen lassen, welche Schutzmaßnahmen sie vornehmen sollten, um besser gewappnet zu sein.

„Man sieht sehr eindrücklich, wo das Wasser entlangfließt und wo man beispielsweise noch eine Mauer bauen oder Türen und Fenster gezielt abdichten könnte“, erklärt VRVis-Geschäftsführer Gerd Hesina. scenarify zeigt auch an, wie sich die Strömungen durch Dämme oder Schutzmauern verändern. 

Ein HydroZwilling für Rheinland-Pfalz

scenarify kann für die Bedürfnisse der jeweiligen Region angepasst werden. So wurde Anfang Februar der neue HydroZwilling für das deutsche Bundesland Rheinland-Pfalz präsentiert. Die Nachfrage für die Plattform war zu Beginn so groß, dass viele interessierte Nutzer zunächst auf der Warteliste landeten. Abgerufen wird er über die Hochwassergefahrenkarte des Bundeslandes. 

Nötig ist dafür lediglich ein Computer, Tablet oder Handy mit Internetzugang. Das Programm selbst läuft in der Cloud. „Das ist ein riesiger Vorteil für die Datensicherheit, weil keine Daten an das Endgerät übertragen werden. Solche Gebäudedaten oder Kanalnetzdaten gehören zur kritischen Infrastruktur“, erklärt Hesina. 

Auswirkungen von Starkregen

Speziell für das Projekt in Rheinland-Pfalz wurden Auswirkungen von Starkregen integriert. 2021 hatten Überschwemmungen nach extremem Unwetter im Ahrtal eine Flutkatastrophe ausgelöst. Umso wichtiger war es, einen umfassenden Hochwasserschutz aufzustellen - und das möglichst bürgernah: „Die Bürgerinnen und Bürger sehen darin ein spannendes Tool, um sich niedrigschwellig anzuschauen, was mit dem eigenen Haus passiert“, erklärt Katrin Eder, Klimaministerin des Landes Rheinland-Pfalz. 

„Das System bietet die beste Kombination aus Berechnung und Visualisierung. Es wurde extra für dieses Projekt als kollaboratives System entwickelt, um gemeinsames Arbeiten zu ermöglichen und die Kommunen aktiv einzubeziehen“, sagt Annalena Goll.

Um die Infrastruktur zu testen, hat scenarify verschiedene Katastrophen-Stufen integriert. So lässt sich der genaue Moment berechnen, wenn etwa das Abwassersystem kapituliert. Solches Wissen ist wertvoll, um im Ernstfall effizient und gezielt an den Orten Maßnahmen zu setzen, an denen sie zuerst dringend nötig sind. 

Digitaler Zwilling für Österreich

Auch Österreicher können scenarify über die Naturgefahrenplattform HORA nutzen. Sie wird vom Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft (BML) gemeinsam mit dem österreichischen Versicherungsverband (VVO) betrieben. Mit den 3D-Risikovisualisierungen HORA 3D und Hagel 3D lassen sich dort Naturgefahren anschaulich für das eigene Haus und die Region darstellen. 

Die scenarify-Technologie wird derzeit im Forschungsprojekt POPSICLE weiterentwickelt. Ziel ist es, ein vernetztes System digitaler Zwillinge – einen sogenannten Geo-Twin für Österreich – aufzubauen. Dieser soll unterschiedliche Datenquellen und Simulationsmodelle miteinander verknüpfen, um fundierte Entscheidungsgrundlagen für Raum- und Stadtplanung, Klimaanpassung sowie Katastrophenschutz zu schaffen. Langfristig soll daraus ein neuer Standard entstehen, der Behörden, Planungseinrichtungen und Einsatzorganisationen dabei unterstützt, Risiken frühzeitig zu erkennen und geeignete Maßnahmen zu entwickeln.

Dieser Artikel entstand im Rahmen einer Kooperation mit der VRVis GmbH.