Informatik Den Datennebel im Krieg lichten

Stellen wir uns vor, es gäbe eine Karte, die täglich zeigt, was in den Kriegen auf der Welt passiert. Wo wurden Gebäude zerstört? Wo steigen die Risiken für neue Gewalt? Welche Folgen hat das Geschehen auf benachbarte Regionen? Eine solche Karte wäre für die humanitäre Hilfe, Schutzmaßnahmen und den Wiederaufbau Gold wert. Doch eine solche Karte gibt es nicht. Nicht weil niemand sie haben will, sondern weil Kriege das zerstören, was sie möglich machen würde: verlässliche Datenerhebungen. Vor-Ort-Erhebungen sind riskant, amtliche Statistiken bleiben aus, Berichte treffen häufig selektiv oder verspätet ein – und trotzdem müssen Entscheidungen getroffen werden.

Mit diesem Informationsproblem beschäftigte ich mich in meiner Doktorarbeit. Sie besteht aus mehreren Studien, die sich alle um folgende Frage drehten: Wie lassen sich in Kriegen und Konflikten belastbare Informationen gewinnen, wenn eine klassische Datenerhebung unmöglich ist? Ich nutzte dafür frei zugängliche digitale Datenquellen wie Satellitenbilder und Social Media und kombinierte sie mit Methoden aus Statistik, Künstlicher Intelligenz (KI) und maschinellem Lernen. Wir erarbeiteten eine Art Werkzeugkasten für Forschung und Praxis: Er hilft dabei – trotz fehlender Daten –, zu nachvollziehbaren Einschätzungen zu kommen. Dies soll im Folgenden an einem besonders greifbaren Beispiel erklärt werden: an der automatisierten Erkennung von Gebäudezerstörung in frei verfügbaren Satellitendaten.

Die entscheidende Idee unserer Studie war nicht, einzelne Radaraufnahmen zu interpretieren, sondern Veränderungen über die Zeit zu messen. Dafür nutzten wir ein mathematisches Verfahren namens Radarinterferometrie. Dabei werden zwei Radaraufnahmen derselben Stelle verglichen und berechnet, wie „ähnlich“ das Echo geblieben ist. Diese Ähnlichkeit oder Kohärenz kann man sich wie eine Stabilitätsanzeige vorstellen: Hohe Kohärenz bedeutet, die Struktur an der Erdoberfläche hat sich nicht oder kaum verändert. Niedrige Kohärenz bedeutet, dass etwas durcheinandergeraten ist – die Oberfläche reflektiert plötzlich anders. Und genau so wird Zerstörung sichtbar. Wenn ein Gebäude einstürzt, verändert sich dessen Geometrie: Dächer oder Wände stürzen ein, Trümmer liegen offen. In der Kohärenz zeigt sich das als deutlicher Einbruch. Man bekommt also keinen „Fotobeweis“ im klassischen Sinn, aber ein physikalisches Signal.

Allerdings ist ein Kohärenzeinbruch noch kein Beweis für Zerstörung. Auch starker Regen oder Messrauschen, also zufällige Schwankungen, können die Kohärenz verringern. Darum prüften wir mithilfe statistischer Methoden, ob ein solcher Einbruch wirklich ungewöhnlich ist. Dazu betrachteten wir für jeden Ort den Verlauf der Kohärenz über die Zeit und berechneten, was für einen Ort „normal“ ist und was nicht. Dann fragten wir: Liegt der aktuelle Messwert noch im üblichen Auf und Ab – oder ist der Einbruch deutlich stärker als erwartet? Aus dieser Abweichungmachte das Verfahren eine Zahl: die Wahrscheinlichkeit, dass an diesem Ort Zerstörung stattgefunden hat. Die Methode hat ihre Grenzen. So hat Sentinel-1 eine vergleichsweise niedrige Auflösung von rund 20 Metern. Das heißt: Ein Messpunkt kann mehrere Gebäude oder Gebäudeteile umfassen. Man erkennt keine einzelnen Fenster, keine punktuellen Schäden. Sentinel-1 beobachtet die Erde eher wie durch ein Weitwinkel als durch ein Mikroskop. Aber genau darin liegt auch die Stärke des Verfahrens: Weil die Daten kontinuierlich über die gesamte Erdoberfläche erhoben werden und zudem frei verfügbar sind, lassen sich in kurzer Zeit große Gebiete kostengünstig und schon kurz nach Kriegsausbruch untersuchen – auch dort, wo optische Aufnahmen wegen regelmäßiger Bewölkung kaum funktionieren. Weil Sentinel-1 alle zwölf Tage Bilder liefert, lässt sich schon nach kurzer Zeit der Verlauf kriegerischer Zerstörungen nachvollziehen.

Wir testeten das Verfahren in mehreren Fallstudien. Dabei sieht man, was dieses „Weitwinkel“ kann. Es erkennt in unseren Tests vollständig zerstörte Gebäude zuverlässig, ohne dass das System inruhigen Zeiten ständig Fehlalarm schlägt. Ein Blick auf Mariupol zeigte, dass durch die russische Invasion ungefähr jedes fünfte Gebäude im Stadtzentrum vollständig zerstört wurde. Im Gazastreifen konnten wir nachvollziehen, wie sich die Schwerpunkte der Zerstörung mit der Bodenoffensive von Gaza-Stadt über Shuja’iyya nach Chan Yunis bewegten.

Die perfekte tägliche Konfliktkarte wird es vermutlich nie geben. Aber wir können den Nebel lichten, indem wir digitale Datenquellen systematisch auswerten und dabei transparent machen, was wir sicher wissen – und was nicht. Wo klassische Daten fehlen oder kaum verlässlich erhoben werden können, liefern solche Methoden zusätzliche Hinweise für ein Lagebild: Humanitäre Akteure können damit Hilfe und Schutzmaßnahmen besser planen. Medien und internationale Organisationen erhalten eine transparente Grundlage, um Aussagen über das Kriegsgeschehen unabhängig zu prüfen. Und schließlich erlauben sie, aus den Mustern vergangener Konflikte zu lernen, damit neue Risiken früher erkennbar werden – als Ansatzpunkt für Prävention und Deeskalation.