Geoinformationssysteme im Amateurfunk: Einsatz in Notfunk und Krisenunterstützung

Ein Geoinformationssystem (GIS) macht aus Funkmeldungen mit Ortsbezug ein Lagebild: Positionen, Schadensmeldungen und Netzabdeckung lassen sich auf einer Karte zusammenführen. Im deutschen Amateurfunk gibt es dafür bereits Bausteine (APRS, Winlink, AREDN/HAMNET, LoRa-Mesh), aber keinen einheitlichen GIS-Einsatz und keine bundesweite rechtliche Einbindung in den Katastrophenschutz. Dieser Artikel ordnet die Technik ein, nennt Einsatzszenarien und benennt die Grenzen. Alle Quellen stehen am Ende; Einschätzungen des Autors sind als solche gekennzeichnet.

Was ein GIS ist

Ein GIS erfasst, speichert, analysiert und zeigt Daten mit Ortsbezug; es verbindet Karte und Tabelle. Die klassische Definition nach Bill beschreibt es als rechnergestütztes System aus Hardware, Software, Daten und Anwendungen, mit dem sich raumbezogene Aufgaben bearbeiten lassen (Lehrbuchauszug, Kap. 13). Das Lexikon der Kartographie und Geomatik unterscheidet eine enge Fassung (nur die Software) von einer weiten (Software, Hardware, Daten und Anwendungen) (Spektrum Lexikon).

Geodaten liegen in zwei Grundformen vor. Vektordaten beschreiben Punkte, Linien und Flächen samt Sachdaten, Rasterdaten speichern Zellen mit Werten, etwa Höhen oder Luftbilder. Systeme, die beides verarbeiten, heißen hybrid (Spektrum Lexikon; HdM Stuttgart, Skript). Ein typisches Beispiel: Ortslagen als Vektoren mit Datentabelle, darunter digitale Orthophotos als Raster (Lehrbuchauszug). Zum Handwerkszeug gehören außerdem Kartenprojektionen, Koordinatensysteme und Transformationen (Skript Grundlagen GIS, TU Bergakademie Freiberg).

Für den Funk heißt das: Eine Position ist ein Punkt, die Meldung dazu seine Sachdaten, die Karte der Hintergrund. Genau diese Struktur haben APRS-Pakete, Winlink-Formulare und Mesh-Nachrichten mit GPS-Position.

Raumbezug im Amateurfunk

APRS ist der älteste und bekannteste Weg, Positionen über Amateurfunk auf eine Karte zu bringen. Bob Bruninga (WB4APR) nutzte das Prinzip 1984 auf einem VIC-20, um Position und Status von Pferden bei einem 160-km-Distanzritt zu melden (aprs.org, Geschichte; Wikipedia). Die Pakete laufen über AX.25, werden von allen Stationen mitgehört, und Digipeater leiten sie per Store-and-Forward weiter. Mobile Stationen beziehen ihre Position von einem GPS-Empfänger (Wikipedia). Der DARC beschreibt APRS als automatisierte Verbreitung von GPS-Positionen, Wetterdaten und kurzen Textnachrichten (DARC-Vortrag).

Im Internet sammelt unter anderem aprs.fi die Daten und zeigt feste und bewegliche Stationen im Browser; weil Amateurfunk unverschlüsselt arbeitet, ist das für jeden einsehbar (WiMo, APRS). Die APRS-Spezifikation selbst nennt als Ziel ein taktisches Echtzeit-Lagebild für Notfälle und öffentliche Dienste: Checkpoints einer Veranstaltung erscheinen sofort bei allen auf der Karte, und es gibt eingebaute Overlays, etwa mit den Digipeatern (APRS-Dokument 8.5.3).

Auch das Einrichten der Karte ist klassisches Georeferenzieren: In der DARC-Anleitung zu UI-View wird eine gescannte Karte benutzt, deren linke obere und rechte untere Ecke in einer .inf-Datei mit Koordinaten festgelegt werden (APRS für Einsteiger, DK5EC). Ein weiterer GIS-Gedanke: Mit Doppler-Peilempfängern lassen sich Peilstrahlen auf den Karten aller zuhörenden Stationen anzeigen, mehrere Peilungen ergeben den Senderstandort am Schnittpunkt (DO1KT).

In den DARC-Rundsprüchen steht außerdem regelmäßig der Standort als Locator (z. B. JO40JC) neben Leistung und Antenne (Rundspruch 54). Der Locator ist ein Gitter-Koordinatensystem des Amateurfunks; Näheres dazu liegt außerhalb der hier ausgewerteten Quellen.

Notfunk in Deutschland: Rahmen und Lehren

Das Amateurfunkgesetz nennt die Unterstützung von Hilfsaktionen in Not- und Katastrophenfällen ausdrücklich als Teil des Amateurfunkdienstes (§ 2 Abs. 2 AfuG, zitiert im Notfunk-Konzept des OV Schwerin). Ein Katastrophenschutzgesetz, das den Notfunk einbezieht, gibt es bundesweit nicht. In Mecklenburg-Vorpommern unterzeichneten der DARC und das Innenministerium im Juni 2022 eine Vereinbarung; Funkamateure gelten dort rechtlich wie Katastrophenschutzhelfer, die Mitwirkung bleibt freiwillig (ebd.). Bayern schloss bereits im November 2009 eine Vereinbarung mit den bayerischen DARC-Distrikten (DARC-Rundspruch 59).

Ein Gegenbeispiel liefert Hessen: Laut Antwort der Landesregierung gibt es keine landesweite Vereinbarung mit dem DARC; untere Katastrophenschutzbehörden können aber eigene Vereinbarungen schließen. Dem Katastrophenschutz stehen dort über 75 Satellitenterminals zur Verfügung (Hessischer Landtag, Drs. 20/10349). Der DARC selbst führt ein Referat für Not- und Katastrophenfunk und zählte 2022 über 33.000 Mitglieder (DARC-Presseinformation). Daneben gibt es weitere Gruppen, etwa die IG-FiH, Notfunk Deutschland e. V. oder den Notfunk Ruhr (WiMo, Notfunk).

Lehre aus dem Ahrtal. In der Nacht zum 15. Juli 2021 rollte eine beispiellose Flutwelle durch das Ahrtal; mehr als 180 Menschen starben (Staatskanzlei Brandenburg). Die Flut überschwemmte Basisstationen des Digitalfunks und zerstörte Stromleitungen (SSW-Positionspapier). Presseberichte beschreiben, dass Einsatzkräfte tagelang ohne Mobilfunk, Luftbilder und Lagebild arbeiteten (Ground News). Ein DARC-Leitfaden für Ortsverbände nennt das Ahrtal-Hochwasser als Anlass (Notfunk-Mappe 2023).

Übertragungswege im Vergleich

Welcher Weg taugt als Datenquelle für ein GIS, hängt davon ab, was er transportiert und ob er überhaupt Amateurfunk ist.

Weg	Technik	Was ein GIS bekommt	Grenzen
APRS	AX.25-Pakete über UKW, Digipeater, Internet-Gateways wie aprs.fi	GPS-Positionen, Wetterdaten, kurze Texte, Objekte auf der Karte	Kurze Pakete; offen einsehbar (WiMo)
Winlink	E-Mail über Funk: Kurzwelle (Pactor, Winmor, VARA) und VHF/UHF-Packet, Gateways (RMS)	Meldungen mit Dateianhängen; die Frage, Schäden als Bild zu melden und Teams auf Karten zu zeigen, steht im Vortrag ausdrücklich (OE7GPI)	Ein Gateway muss in Funkreichweite liegen (DARC G25); Adressen nur für lizenzierte Funkamateure (RMS-Express-Anleitung)
AREDN / HAMNET	Selbstvernetzendes IP-Mesh auf WLAN-Hardware (OLSR), Datenraten bis 54 Mbit/s	Webdienste, E-Mail, VoIP, Chat, Nextcloud; damit auch Karten- und Lagebildserver im Einsatzgebiet (DARC-Folien, DL1KID)	Nicht verschlüsselt, wartungsarm, aber nicht wartungsfrei; ein einfaches Ad-hoc-Mesh skaliert nicht beliebig (AREDN-Doku)
Meshtastic	LoRa im 869-MHz-SRD-Band, 500 mW ERP, 10 % Tastgrad im Teilband P	GPS-Positionen und Texte; Hardware ab etwa 10 € (DARC-Vortrag Mesh ISM)	Kein Amateurfunk, kein IP-Netz; im Amateurfunkmodus unverschlüsselt und dann ohne Fernwartung (DL9SAU-Vortrag, siehe MeshCom-Zeile) (hamradio.my)
MeshCom	Amateurfunk-Mesh auf 70 cm, nutzt Teile des Meshtastic-Konzepts auf LoRa-Basis	Amateurfunk-konforme Variante für Positionen und Texte (DL9SAU, 2026)	Nur für Funkamateure nutzbar (Einschätzung)

Winlink-Zahlen wie die Zahl der Gateways stammen aus Vorträgen von 2016 bis 2019 und sind veraltet; aktuelle Listen führt winlink.org.

Einsatzszenarien

1. Positionen und Lagebild. Rettungsteams, Fahrzeuge und Meldepunkte senden Positionen per APRS oder Mesh; eine Leitstation zeigt sie auf einer Karte. Das beschreibt schon die APRS-Spezifikation: Checkpoints erscheinen sofort bei allen im Netz (APRS-Dokument). Die Winlink-Vorträge stellen dieselbe Frage für den Notfall: Können wir den Standort des Teams auf Karten darstellen? (DRC, Winlink2000).

2. Schadensmeldungen mit Ort. Über Winlink oder ein AREDN-Mesh lassen sich Meldungen mit Anhängen übertragen, die ein GIS einer Koordinate zuordnet (Einschätzung; Bildübertragung ist als Anwendungsfall in den Winlink-Vorträgen genannt, OE7GPI). Das DARC-Konzept aus Schwerin sieht zugleich vor, dass der Notfunk Hilfeersuchen aufnimmt und weiterleitet, ohne Ratschläge oder Planungen (Notfunk-Konzept OV Schwerin). Das GIS bleibt also ein Werkzeug der Leitstelle, keine eigene Entscheidungsinstanz.

3. Funknetz selbst kartieren. Eine APRS-Karte zeigt, welche Stationen auf einem Band gerade gehört werden, und damit die aktuelle Ausbreitung (DO1KT). Daraus lässt sich ableiten, wo Digipeater, Relais oder Mesh-Knoten fehlen (Einschätzung).

4. Peilen und Störungen eingrenzen. Mehrere Peilungen mit Doppler-Empfängern ergeben den Senderstandort am Schnittpunkt der Strahlen (DO1KT).

5. Offene Kartendaten vorbereiten. OpenStreetMap (OSM) ist die freie Datengrundlage; auch die DARC-Folien zu AREDN nutzen OSM-Kartenmaterial (CC-BY-SA) (DL1KID). Das Humanitarian OpenStreetMap Team (HOT) entstand 2010 nach dem Erdbeben in Haiti und koordiniert freiwilliges Kartieren; Mapathons teilen Gebiete in kleine Aufgaben, die andere prüfen. Das Deutsche Rote Kreuz erprobt mit dem Heidelberg Institute for Geoinformation Technology (HeiGIT) Mapathons an Dienstabenden (DRK, How to Mapathon). Funkamateure können dort mitmachen und so die Karten der eigenen Region verbessern (Einschätzung). HOT war nach eigenen Angaben an der Reaktion auf rund 100 Katastrophen und Krisen beteiligt (Audacious Project).

Grenzen und Risiken

Recht und Rolle. Es gibt kein bundesweites Katastrophenschutzgesetz mit Notfunk, die Einbindung hängt von Landes- und Kreisvereinbarungen ab (Notfunk-Konzept Schwerin; Hessen). Die Landesregierung Hessen nannte zudem keine bekannten Unterstützungseinsätze von Funkamateuren seit 2000.

Datenschutz. Amateurfunk darf laut Bundesrecht von jedermann mitgehört werden und Sprache läuft unverschlüsselt, was bei der Datenschutzbewertung zu beachten ist (Hessen). APRS-Positionen sind weltweit einsehbar (WiMo). Folgerung (Einschätzung): Namen, Adressen oder Gesundheitsdaten Betroffener gehören nicht in offene Funkpakete.

Strom und Netz. Im Schweriner Konzept soll der 2-m-Repeater mit einer 200-Ah-LiFePO4-Batterie bis zu sechs Tage autark laufen, der 70-cm-Repeater hat keinen Notstrom; bei Stromausfall sind Verbindungen zwischen Repeatern nicht möglich (Notfunk-Konzept Schwerin). Dienste wie aprs.fi setzen Internet voraus; im Krisenfall braucht es einen lokalen Inselbetrieb, wie ihn DARC-Folien für das AREDN-Mesh beschreiben, optional mit Uplink (Notfunk Ruhrgebiet).

Technik und Datenqualität. Meshtastic und MeshCore sind kein Amateurfunk; für 869 MHz gelten 500 mW ERP und 10 % Tastgrad im Teilband P (DARC-Vortrag Mesh ISM). Die GPS-Position kann springen; ein Praxisbericht rät, Meshtastic nicht zur Kollisionsverhütung zu nutzen (DL9SAU). AREDN ist ein Amateurfunknetz, kein Ersatz für einen Internetanbieter (AREDN-Einführung).

Abbildung 1: vom Funkgerät zum Lagebild

Eigene Darstellung: Vier Funkwege liefern Positionen und Meldungen, die Leitstation sortiert sie, das GIS führt sie auf der Karte zusammen. Der Notfunk nimmt Hilfeersuchen auf und leitet sie an die Behörde weiter, Planung bleibt deren Sache (Notfunk-Konzept OV Schwerin).

Fazit und Empfehlungen für Ortsverbände

GIS ist im Notfunk weniger eine Frage neuer Hardware als der Verabredung: Wer Positionen und Meldungen einheitlich erfasst, kann sie auch auswerten. Die folgenden Schritte sind Einschätzungen des Autors auf Basis der oben genannten Quellen:

Ein gemeinsames Koordinatenformat festlegen (Locator, Dezimalgrad oder UTM) und in Meldevordrucken mitführen.
Karten vor dem Ernstfall offline bereithalten, etwa als kalibrierte Kartenbilder für APRS-Software oder als OSM-Auszüge auf dem Einsatzrechner.
Ein lokales Inselnetz üben (AREDN-Mesh mit eigenem Kartendienst), damit das Lagebild ohne Internet funktioniert.
Übungen mit APRS-Objekten und Winlink-Meldungen ansetzen und prüfen, ob die Leitstelle das Lagebild nutzen kann.
Datenschutzregeln für offene Funkwege vereinbaren: keine personenbezogenen Daten Betroffener im Klartext.
Mit der unteren Katastrophenschutzbehörde sprechen, denn dort fallen die konkreten Vereinbarungen.
An einem Mapathon teilnehmen und die Karten der eigenen Region verbessern.

Offen bleibt, wie weit Behörden Amateurfunkdaten in ihre eigenen Lagebilder übernehmen können. Dazu liefern die ausgewerteten Quellen keine belastbaren Angaben.

Weiterführende Literatur und Quellen

Lesenswert

GIS

APRS und Positionsdaten

Notfunk und Ahrtal

Winlink, AREDN, Mesh

Humanitarian Mapping

The Audacious Project, HOT

Bilder. Dieses Dokument enthält eine selbst erstellte Zeichnung (Abbildung 1). Die Fotos und Karten aus der Bildersuche im Chat wurden nicht übernommen, weil ihre Lizenzen nicht geprüft sind. Freie Abbildungen gibt es auf Wikimedia Commons und in den OSM-Kartenansichten (Namensnennung nötig).