terrabyte geht in die nächste Runde: Erderkundungsdaten sicher und autonom analysieren

Unabhängige Zahlen beispielsweise zur Gas- und Ölinfrastruktur in den Weltmeeren liefern oder Kontrollmöglichkeiten für den Wald schaffen und automatisieren: Seit 2019 dient die Kooperation terrabyte der Wissenschaft und Forschung in unterschiedlichsten Projekten und hat in dieser Zeit viel Praxiswissen bei der Modellierung und Analyse von Erderkundungsdaten hervorgebracht. Gemeinsame Betreiber sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und das Leibniz-Rechenzentrum (LRZ) der Bayerischen Akademie der Wissenschaften. Nun wird die vielseitige Hochleistungsplattform zur Analyse von Umweltdaten aus dem All schrittweise erneuert und erweitert. Am 7. Juli 2026 unterzeichneten Dr. Anke Pagels-Kerp, Bereichsvorständin Raumfahrt des DLR, Dr. Doris Klein, Stellvertretende DLR-Institutsdirektorin Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum. (DFD), und Prof. Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ, den Kooperationsvertrag.

Technik zur Erforschung der Umwelt

In einem ersten Schritt wird 2027 der Datenspeicher erweitert. Zurzeit bietet dieser rund 50 Petabyte Volumen und ist kontinuierlich bis zu 95 Prozent ausgelastet. Auch die Rechenleistung soll in einem zweiten Schritt von aktuell rund fünf Billiarden Gleitkommarechnungen pro Sekunde oder fünf PetaFLOPS weiter erhöht werden. Der auf die Erdbeobachtung spezialisierte Supercomputer umfasst zurzeit 636 Central Processing Units (CPU) und 188 Graphics Processing Units (GPU).

terrabyte stellt neben dem hohen Prozessierungsvermögen mehr als 43 Petabyte an Erdbeobachtungs- und Geodaten für den unmittelbaren Zugriff bereit und bietet darüber hinaus nützliche Open Source-Software und -Tools für deren Analyse, Berechnung und Modellierung. Der Spezialcomputer hat sich seit dem Beginn der Kooperation 2019 zu einer echten Erfolgsgeschichte entwickelt. Vor allem Forschende des DLR sowie von bayerischen Universitäten setzen auf die Hochleistungsplattform, die direkt an das DLR-Archiv in Oberpfaffenhofen angebunden ist. So lassen sich mit 10 Gigabit pro Sekunde zusätzliche, dort gespeicherte Satellitendaten abrufen und auf den Supercomputern des LRZ verarbeiten.

15 Langzeit-Projekte profitieren derzeit von terrabyte. Der bislang umfangreichste Anwendungsfall: das DLR-Projekt Normalise Radar Backscatting (NRB). Es hat zum Ziel die Daten von Radar-Satelliten in Analysis Ready Data umzuwandeln, so dass für die Nutzerinnen und Nutzer aufwändige Arbeitsschritte entfallen. Das DLR hat hierzu neue Methoden entwickelt und mit terrabyte jüngst einen Datensatz von rund acht Petabyte erzeugt – das entspricht in etwa einer Datenmenge von rund zwei Millionen hochaufgelöster Filme.

Für das Projekt „ROOT – Erdbeobachtung der Walddynamik und Biodiversität in Echtzeit“, gefördert vom Bayerische Forschungsinstitut für Digitale Transformation (bidt) sowie der Bayerischen Akademie der Wissenschaften (BAdW), erarbeitete ein interdisziplinäres Team an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg Methoden zur Analyse von Störungen und Schäden in Wäldern. Die Ökologinnen, Biologen, Informatikerinnen und Spezialisten für Erderkundung entwickelten daraus die ROOT-Software und -App, in die heute in Echtzeit Satelliten- und andere Umweltdaten einfließen und mit der Unternehmen oder Behörden den Forst überwachen. So lässt sich der Befall von Bäumen mit Schädlingen eindämmen, außerdem Schadholz besser verwerten.

Die Tinte ist trocken: Dr. Anke Pagels-Kerp, Bereichsvorständin Raumfahrt und Dr. Doris Klein, Stellvertretende Institutsdirektorin Deutsches Fernerkundungsdatenzentrum (beide DLR) unterzeichneten gemeinsam mit LRZ-Leiter Prof. Dieter Kranzlmüller den Kooperationsvertrag zu terrabyte.

Beitrag zur digitalen Souveränität

Mit ihrer Rechenkraft, den spezialisierten Werkzeugen für die Datenanalyse sowie dem hohen und flexiblen Speichervolumen und ihren schnellen Datenverbindungen bietet terrabyte eine Alternative zu den weltweit größten Anbietern von Cloud-Infrastrukturen – und macht damit Schule: Denn auf der Plattform können Forschende eigene Werkzeuge für die Datenanalyse entwickeln und nutzen, außerdem Berechnungsergebnisse sicher und komfortabel auf eigene Speichermedien kopieren. Angesichts der aktuellen geopolitischen Abgrenzungstendenzen fördert die Plattform zudem die digitale Souveränität in Wissenschaft und Forschung. Nicht umsonst berät das terrabyte-Team heute Institutionen und Projekte wie das Umweltbundesamt oder den Verein Nationale Forschungsdateninfrastruktur (NFDI) beim Aufbau vergleichbarer Hochleistungsplattformen für die Analyse von unterschiedlichsten Umweltdaten.

Zahlen rund um terrabyte

– 7000 Jobs pro Tag
– rund 600 Nutzende,
– 3 neue Nutzende pro Woche,
– darunter 33 DLR-Institute,
– 45 zentral bereitgestellte Datensätze,
– 88 Millionen Metadaten.

Stimmen zu terrabyte:

„Als autonome und sichere Plattform ist terrabyte inzwischen unverzichtbar. Wie viel Potenzial in der Big-Data-Auswertung von Erdbeobachtungsdaten liegt, beweisen globale Analysen wie der World Settlement Footprint des DLR. Für solche umfassenden Analysen bringen wir unsere Entwicklungen, Technologien sowie eigene Sensordaten aus der Raumfahrtforschung ein. Die Ergebnisse schärfen den Blick auf unsere Erde und die Veränderung unserer Umwelt – immer im engen Wissensaustausch mit unseren Partnern und öffentlichen Stakeholdern.“
Dr. Anke Pagels-Kerp, DLR-Bereichsvorständin Raumfahrt

„Mit terrabyte bieten wir Wissenschaftlerinnen alle Vorteile von innovativen Cloud Services – praktische Werkzeuge und KI-Tools zur Auswertung von Erdbeobachtungsdaten und für ein effizientes Datenmanagement, außerdem Schnittstellen zu unseren Supercomputern. Dieses Angebot ist das Ergebnis einer vertrauensvollen, inspirierenden und hervorragenden Kooperation zwischen DLR und LRZ, die wir jetzt weiterführen."
Prof. Dieter Kranzlmüller, Leiter des LRZ

„In hochaufgelöste Satellitendaten stecken Informationen, mit denen wir Veränderungen in der Umwelt räumlich und zeitlich fein aufgelöst beobachten und erforschen können. Um aber effiziente Abläufe zur Verarbeitung von Erdbeobachtungsdaten zu entwickeln, brauchen wir skalierbare Rechenleistung sowie die Technik, um größte Datenmengen aus heterogenen Quellen zu verarbeiten. terrabyte bietet uns genau diese Voraussetzungen – mit der Plattform als Grundpfeiler bauten wir im bidt ROOT-Projekt eine App, mit der Störungen in bayerischen Wäldern innerhalb weniger Tage erfasst und mit Daten zu möglichen Störungstreibern angereicht Nutzern direkt am Einsatzort im Wald zur Verfügung gestellt werden.“
Prof. Samuel Kounev, Lehrstuhl für Informatik II „Software Engineering“, Julius-Maximilians-Universität Würzburg

„Im Gegensatz zu Hyperscalern und anderen Plattformen ermöglicht terrabyte den Einsatz eigener Datensätze, Auswertungsroutinen und Algorithmen in verschiedenen Programmiersprachen, die Ergebnisse können zudem einfach heruntergeladen werden. Wollen wir bei der Entwicklung und Erprobung von Methoden und Technologien zur Datenanalytik weiterhin international mithalten, kommen wir nicht umhin, mehr Plattformen wie terrabyte aufzubauen.“
Prof. Lukas Lehnert, Institut Physische Geographie und Umweltfernerkundung und Studiendekan Geographie der Ludwig-Maximilians-Universität München