Bild: ESA (contains modified Copernicus Sentinel data (2018-19), processed by KNMI/ESA)DATENMANAGEMENT: COPERNICUS

Basierend auf den Messwerten, die bei der Sentinel-5P-Mission zwischen April 2018 und März 2019 ermittelt wurden, zeigt das Satellitenbild
die Stickstoffdioxid-Konzentration über Europa

Das Code-DE-Interview
2016 startete das DLR-Raumfahrtmanagement im Auftrag des Bundesministeriums
für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) das Vorhaben Code-DE (Copernicus Dataand Exploitation Platform – Deutschland). Die damit aufgebaute nationale CopernicusDateninfrastruktur soll Nutzern in Deutschland – Behörden, Forschungseinrichtungen,
Unternehmen – einen einfachen und schnellen Zugang zu den Daten der SentinelSatelliten sowie den Copernicus-Diensten ermöglichen. Seit März 2017 befindet sichCode-DE im Betrieb. Aktuell zählt die Plattform über 2 000 registrierte Anwender,überwiegend aus Deutschland, und über 250 000 Produktdownloads, mit steigender
Tendenz. Ein Gespräch mit Dr. Michael Schmidt, Dr. Johannes Schmidt und Christoph
Reck vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR).
Autorin: Heike Hoenig

W

as waren die Beweggründe
zum Aufbau von Code-DE als
kollaborative Plattform fürden Datenzugang?

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Dr. Michael Schmidt: Im Rahmen derCopernicus-Initiative schaffen die Euro­päische Union (EU) und die EuropäischeWeltraumorganisation (ESA) eine leistungs-fähige Erdbeobachtungs-Infrastruktur. Vonder Kommission definierte Kerndienste
erzeugen systematisch Informationsprodukte auf Grundlage von Beobachtungsdaten(satellitengestützt und in situ) und Modellsimulationen. Weiterhin beinhaltet das Copernicus-Programm mit der Sentinel-Familie
dedizierte Satellitenmissionen, die weitergehende Anforderungen
an weltraumgestützte Erdbeobachtungsdaten decken sollen.
Welche Datensätze werden angeboten?

Dr. Michael Schmidt: Bisher Sentinel-1, -2, -3, und -5P, also
sowohl Radar- als auch optische Daten. Bei der Weiterführung inCode-DE 2 werden auch zukünftige Missionen angeboten, zum
Beispiel Sentinel-6. Darüber hinaus sind auch nationale Mis­
sionsdaten auf Code-DE geplant; diskutiert werden u. a. Enmap,TerraSAR-X und Merlin.
Worin liegt der Mehrwert für den Nutzer?

Dr. Michael Schmidt: Copernicus-Satellitendaten und Informationsprodukte sind vielfältig anwendbar und werden sowohl
von der EU als auch von der Bundesregierung als Basis für vielfältige öffentliche Anwendungen und nachgelagerte Märkte gesehen. Entscheidend ist die offene und möglichst einfache Bereitstellung.
Christoph Reck: Wir nutzen dafür vielfältige Standards: Open
Search for EO, OGC WMS, WCS und – über rasdaman − WCPS.
Die Big-Data-Private-Cloud-Infrastruktur sowie Petabytes an online aktuellen Daten und langen Zeitserien ermög­lichen es den
Nutzern, kosten- und zeitsparend ankommende Erdbeobachtungsdaten zu verarbeiten und Informationen zu extrahieren.
Damit schafft man einen großen Mehrwert.
Wie groß die Kapazität des „Rolling Archive“, gibt es „Big Data“Herausforderungen?

Dr. Michael Schmidt: Die Sentinels mit bis zu 14 Terabyte pro
Tag erfordern eine geeignete technische Infrastruktur. Momentanliegt die Kapazität von Code-DE bei 1 Petabyte an Online-Datenprodukten mit Zugriffsraten von über 2 Gigabyte/Sekunde. Diekommerziellen Dias-Plattformen haben mit ihrer globalen Daten­
abdeckung größere Kapazitäten im Bereich von 15 bis 20 Petabyte.
Welche Möglichkeiten bietet der Marktplatz gegenüber­herkömmlichen Datenportalen?

denn bis zu einem gewissen Maß hat bereits eine Vorprozessierung stattgefunden. So kann der Nutzer seine Analysen unmittelbar starten. Ein weiterer großer Vorteil ist, dass die Daten flächendeckend vorliegen und bereits strukturiert und homogenisiertsind.
Dr. Michael Schmidt: Mit rasdaman ist ein sehr vereinfachterund schneller Zugang zu raumzeitlichen Datenwürfeln möglich.
Dr. Johannes Schmidt: Code-DE adressiert primär Behörden alsZielgruppe, soll aber offen sein für die Nutzung in vielen anderen
Anwendungsbereichen. Und hier liegt die große Chance: Im Projekt „BigDataCube“ wurden mit rasdaman die Vorarbeiten inCode-DE geleistet. Jetzt ist der Dienst vorhanden und man ist aneinem Punkt, wo die Nutzer anfangen können, damit zu arbeiten.
Insbesondere ist der Fokus auf die Anwendungen ein wichtiger
Aspekt, wenn man darüber nachdenkt, eine weitere Entwicklungsstufe einzuleiten. Ein Datenwürfel-Service, der einen ein­fachen Zugang zu Fernerkundungsdaten bietet, kann auch helfen,
diese Daten in andere Bereiche einzubringen. Behörden könnte
er unterstützen, einige Hürden im Umgang mit diesen Daten zunehmen, die vielleicht bisher vorhanden sind.
Mittels rasdaman existiert eine Föderation von Code-DE mit
anderen Datenzentren und weiteren Datenangeboten zur
freien Verknüpfung. Welche Perspektiven ergeben sich daraus?

Dr. Johannes Schmidt: Gute Perspektiven! Die Datenwürfel
können dabei helfen, die Idee einer Föderation von Datenzentrenin Europa voranzubringen. Durch ein solches Szenario werden fürden Anwender die Vorteile erlebbar. Bei einer Föderation könnte
es sich um verschiedene Erdbeobachtungssensoren, aber auchsonstige Datenquellen handeln, die man miteinander kombinieren kann – diese Idee ist sehr mächtig. Und wenn sich der Nutzer
auch nicht mehr um die Datenaufbereitung kümmern muss unddie Daten vorprozessiert vorliegen – das wäre ein wirklich guter
Schritt in die richtige Richtung. Ein Datenwürfel-Service wie bei„BigDataCube“ ist eine Art Vorgeschmack auf das, wie es einmal
sein könnte.
Dr. Michael Schmidt: Eine Föderation von dem CollGS (Collaborative Ground Segment) und anderen Datenzugängen kannfür den Copernicus-Nutzer nur von Vorteil sein. Eine föderierte

Christoph Reck: Die Idee ist, dass man hier alles zum
Thema der Erdbeobachtung im Bereich der Copernicus-Satelliten und Datenprozessierung findet. Zusätzlich gibt es im Marktplatz die Möglichkeit, eigene relevante Datenprodukte zu veröffentlichen.
Dr. Michael Schmidt: Die Copernicus-Dienste sindhier ebenfalls in den kostenfreien Marktplatz eingebunden. Insgesamt erhoffen wir uns einen Schneeball-­Effekt, wenn behördliche Nutzer beginnen, ihre Daten­
produkte auf Code-DE zu generieren und diese dannüber Code-DE-Datendienste selbst wieder zugänglichzu machen.
Welchen Vorteil bringen raumzeitliche D­ atenwürfel?

Dr. Johannes Schmidt: Diese Datenwürfeltechnologie bietet „Analysis Ready Data“, d. h. es ist nicht mehrnotwendig, sich die Daten im Detail anzuschauen,

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Bild: Rasdaman

DATENMANAGEMENT: COPERNICUS

Die Inspire-konforme Big-Data-Technogie rasdaman ist auf Code-DE im Einsatz und stellt interaktiv Navigation, Extraktion und Analyse auf Sentinel-Datenwürfeln bereit. Über 400 TByte Daten und verschiedene Anwendungsszenarien sind derzeit verfügbar. Die Code-DE-Daten­würfelwurden im R­ ahmen des „BigDataCube“-Projekts aufgebaut. rasdaman ist Referenzimplementierung für die OGC-WCS-Serie (Web CoverageService) und den ISO-SQL/MDA-Standard

Datenbereitstellung ist daher von einigen
Mitgliedstaaten des CollGS gewollt.
Durch die offenen Standards sind die
Code-DE-Datenwürfel über gängige­Clients zugreifbar. Welche Nutzergruppen profitieren davon besonders?

Dr. Michael Schmidt: Unser primäres
Ziel sind Behörden und behördliche Anwendungen. Der Zugang zu den Datenüber die Datenwürfel, auch über Jupyter
Notebooks, erlaubt einen vereinfachten
Zugang. Es ist wichtig, den Nutzern verschiedene Datenzugriffsmöglichkeiten zubieten, sodass sie sich den für sie einfachsten und effektivsten Weg aussuchen können. Datenwürfel bieten hier eine hervorragende Option, da ein Nutzer sich um
viele Dinge in der Datenverarbeitung nicht
mehr kümmern muss und so direkt mit
den Daten arbeiten kann.
Dr. Johannes Schmidt: Auf Code-DE
speziell Behörden. Allgemein aber jeder,der EO-Daten synergetisch nutzen möchte, die bis zu einem gewissen Grad vorprozessiert bereitgestellt werden.

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Code-DE wird eine wichtige Rolle bei
dem Copernicus-Hackathon der DLR imNovember spielen. Was erwarten Sie
sich davon?

Dr. Michael Schmidt: Weitere Sichtbarkeit. Interesse an Code-DE zu wecken undauch die Denkweise anzustoßen, dass man
mit den Copernicus-Daten und Code-DE
als Infrastruktur vermarktbare Produkte
entwickeln kann. Die Teilnehmer stellen
am Ende ihr Projekt der Jury vor und bekommen Feedback zum Marktpotenzial.
Christoph Reck: Ich wünsche mir, dassdie Nutzer lernen, mit diesen neuen, effizienten Werkzeugen umzugehen, und den
Mehrwert dieser standardisierten und leistungsfähigen Schnittstellen erkennen unddass sie − anstatt auf althergebrachten Anwendungen − mit der Cloud und neuen
Technologien effizienter arbeiten.
Welche Art des Datenzugangs und derDatenprozessierung gibt es?

Dr. Michael Schmidt: Nutzer können
auf Daten in Code-DE auf verschiedene
Art zugreifen: Über die Public Cloud existiert ein interaktiver Daten-Downloadüber das Webportal oder über Skripte,-einfache Datenprozessierung über ein
XML-Interface. Und schließlich der Datenzugang über Datenwürfel. Zusätzlich
erlauben virtuelle Maschinen das Arbeiten
in einer privaten Cloud, mit Upload-Möglichkeit und konfigurierbaren Zugriffsrechten.
Sind die Daten sicher? Welche Standards
werden gewährleistet?

Dr. Michael Schmidt: Code-DE muss
die deutschen BSI-Sicherheitsstandards
gewährleisten und somit für Nutzer aus
der deutschen öffentlichen Verwaltung­geeignet sein. Ebenso müssen die europäischen Datenschutzrichtlinien erfüllt sein.
Was sind weitere aktuelle Herausforderungen?

Dr. Michael Schmidt: Die Akzeptanz bei
Nutzern und Behörden ist eine Herausforderung. Die Umsetzung von Vorhaben inoperationelle Dienste verläuft eher schleppend.
Christoph Reck: Die EU-Direktive In­
spire ist eine weitere Herausforderung bei
der Einbindung von unterschiedlichen
Datentypen im Marktplatz.

Bild: Christoph Reck

Bild: Dr. Johannes Schmidt

Bild: Dr. Michael Schmidt

Dr. Michael Schmidt ist Projektbetreuer

Dr. Johannes Schmidt ist Projektbetreuer

Christoph Reck ist Systemingenieur

Code-DE bei der DLR„BigDataCube“ bei der DLR

Code-DE beim Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum der DLR

Was sind die nächsten Schritte?

Dr. Michael Schmidt: Über Nutzerkonsultationen soll der Nutzerbedarf genauer
untersucht werden, um dann die CodeDE-Funktionen entsprechend anzupassen.
Ab April 2020 wird Code-DE 2 mit einer
Laufzeit bis 2022 bzw. 2024 online sein
und Synergien der Plattform Creodiasnutzen. Auf dem Copernicus-Forum am
12. März 2020 soll bereits eine Schulungzu Code-DE 2 stattfinden. Es werden weiterhin ein Helpdesk betrieben, ein Handbuch bereitgestellt, E-Learning-Materialerstellt, On-Boarding-Support und Schulungen zu Code-DE angeboten.

www.d-copernicus.de/daten/­fernerkundungsdienste/copernicus-­
kerndienste

Vielen Dank für das Gespräch!
Kontakt:
Weiterführende Links:

Heike Hoenig

code-de.org

Wissenschaftsjournalistin

creodias.eu

E: mail@heike-hoenig.de

processing.code-de.org/rasdaman

I: www.heike-hoenig.desentinel.esa.int/web/sentinel/missions/­
collaborative
www.d-copernicus.de
Das Interview führte Heike Hoenig

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