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KIRAS Sicherheitsforschung

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Kooperative Projekte > 2017

DIGEX

Simulation des Bedrohungs- und Schadenspotentials von Explosivkörpern auf städtischer Ebene

Ziel des Projektes ist es, aktuelle und hochgradig detaillierte dreidimensionale Stadtmodelle zu nutzen, um automatisch das Schadenspotential von Sprengkörpern im städtischen Bereich zu simulieren und darzustellen.

Die allgemeine internationale Bedrohungslage bestätigt die Annahme, dass man in Zukunft vermehrt mit Bedrohungen durch improvisierte Sprengkörper zu rechnen hat. Dies ist einerseits bedingt durch die einfache Verfügbarkeit von Bauanleitungen im Internet, als auch die einfache Beschaffbarkeit von Rohmaterialien. Die Vernetzung unserer Welt stellt auch eine Möglichkeit für neuartige Bedrohungsszenarien dar. Durch global verfügbares Online- Kartenmaterial können Anschlagsorte bewusster ausgewählt werden und mehrere Anschläge können konzertiert erfolgen, um den potentiellen Schaden zu maximieren.  Beispiele sind die konzertierten Mehrfach-Anschläge in Paris 2015, sowie das Attentat von Anders Breivik in Oslo 2011.

Ist im städtischen Umfeld eine erhöhte Bedrohung für einen Anschlag vorhanden, so stellen sich den Einsatzkräften drei wesentliche Fragestellungen:   

  1. Vorsorge: Wie kann ein Ernstfall realistisch simuliert und trainiert werden? An welchen Orten ist eine eventuelle notwendige Evakuierung schwierig? 
  2. Verhinderung: Wie ist ein Anschlag zu verhindern, und der potentielle Schaden zu minimieren? Welche Standorte sind besonders verwundbar und müssen gesondert geschützt werden? 
  3. Bewältigung: Wo sind sichere Zugangswege zu einem verdächtigen Objekt? Welche Evakuierungsrouten sind sicher? Von wo aus sind verdächtige Objekte einsehbar?

Die hierzu benötigte Information muss aktuell sein, einen gesamten Ballungsraum abdecken und weit über das Datenmaterial hinausgehen, welches typischerweise in geografischen Informationssystemen verfügbar ist. So ist Wissen über Position und Anzahl von Fenstern in Gebäuden unabdingbar, um das Schadenspotential in der Peripherie von Explosivkörpern abzuschätzen. Ebenso muss das Verhalten von Menschenansammlungen im bedrohten Bereich verstanden und simuliert werden können.  In diesem Projekt erarbeiten wir die erste integrierte Lösung für die obigen drei Fragestellungen. Wir erstellen eine detaillierte 3D-Karte eines Stadtgebietes aus Schrägaufnahmen, um deren Aktualität zu gewährleisten. Aufbauend auf dem 3D Stadtmodell erstellen wir eine semantische Segmentierung, um automatisch Dächer, Fenster, Straßen, Vegetation und Fahrzeuge zu erkennen. Die Fusionierung dieser Daten erlaubt es uns letztlich, das Schadenpotential für Gebäude zu beurteilen und eine dreidimensionale Druckwellen-Ausbreitung zu simulieren.

Eingebettet in ein effizientes 3D-Visualisierungssystem, mit welchem 3D Stadtmodelle auch einfach vor Ort auf einem Laptop visualisiert werden können, ermöglichen wir somit erstmals eine photorealistische Darstellung von Anschlags-Szenarien für Training, Planung und schnelle Reaktion vor Ort.   

ProjektleiterIn / Name und Institut/Unternehmen  
Prof. Dr. Horst Bischof 
Institut für maschinelles Sehen und Darstellen Technische Universität Graz   

Auflistung der weiteren Projekt- bzw. KooperationspartnerInnen   
Institut für Soziologie, Universität Graz (SOZ) 
Meixner Vermessung (Meixner) 
Bionic Surface Technologies (Bionic) 
Berufsfeuerwehr und Katastrophenschutz Graz (BFG) 
Sicherheitsmanagement u. Bevölkerungsschutz, Stadt Graz (SG) 
BMLVS, Entminungsdienst (BMLVS)   

Kontakt  
Prof. Dr. Horst Bischof
Inffeldgasse 16/2, 8010 Graz 
+43 316 873 5014 
bischof@icg.tugraz.at 
www.icg.tugraz.at