Der Naturpark Gantrisch liegt eingebettet in eine wunderschöne Landschaft zwischen Thun, Bern und Fribourg und umfasst 19 Gemeinden. Hier ist es auch nachts besonders schön, da das Gebiet mit wenig Lichtverschmutzung belastet ist. Doch auch hier verschwindet die natürliche Dunkelheit immer mehr, ausgelöst durch Beleuchtung, die zu intensiv oder zu schlecht ausgerichtet ist oder ausserhalb der Nutzung leuchtet. Der Naturpark hat sich als einzige Region der Schweiz dem internationalen Netzwerk der Sternenparks und Dark-Sky-Initiativen angeschlossen, wo Lichtverschmutzung aktiv gemessen wird und innerhalb der Möglichkeiten vermieden wird.

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Lichtverschmutzung messen

Mit dem «Sky Quality Meter» der Firma unihedron wird die Himmelshintergrundhelligkeit gemessen und als ein Wert zwischen normalerweise 7-22 Magnituden pro Bogensekunde (mag/arcsec2) ausgegeben. Via USB-Verbindung wird das Gerät an einen Laptop oder ein Handy angeschlossen. Dort kann ein Intervall (z.B. alle 5 Sekunden) festgelegt werden, in dem der Wert gemessen wird. Das Programm verknüpft die Daten (SQM-Wert, interne Temp., Seriennummer) aus dem Gerät mit Zeit und Datum und den GPS-Daten vom Handy (Koordinaten x,y,z (Höhe), Geschwindigkeit etc.). Resultat sind georeferenzierte Datenpunkte, ausgegeben als CSV-Datei. Mit dem Gerät können nun Messfahrten gemacht werden, um die Nachthimmelsqualität an verschiedenen Orten und zu verschiedenen Zeitpunkten zu vergleichen.

In den Sternenparks weltweit wird die gleiche Messmethode angewandt, allerdings funktioniert die App dazu nicht stabil und es ist ein grosser Zeitaufwand nötig, die Resultate präsentabel zu machen (Bericht oder Webseite).

Abbildung 2: Anzeige der Daten im GIS

Ziel

Ziel wäre die Verbesserung der App plus eine anwendergerechte Nutzungsmöglichkeit der Daten. Die App könnte dann wieder zurück ins Netzwerk gegeben werden. Die App sollte auf Tablet und Handy sicher laufen, evt. sogar eine Lösung mit Bluetooth (da momentan die Daten über ein USB-Kabel ins Handy kommen, was das Aufladen während des Fahrens unmöglich macht). Eine Anwendung für den Laptop wäre auch gut.

Die CSV-Ausgabe-Datei musste bis anhin auf Fehler korrigiert werden und für die Darstellung im ArcGIS oder GoogleMap aufwändig bearbeitet werden (da die Formatierung oft nicht stimmte). Interessant und mit weniger Aufwand verbunden wäre eine LIVE-Darstellung in einer WebMap mit Ein- und Ausschaltemöglichkeit der letzten Messungen sowie der aktuellen Lichtverschmutzungskarte. Die Formatierung der Daten müsste sinnvoll und immer gleich sein (z.B. wie in Abb. 2, ohne Sterne). Der Hintergrund könnte die lightpollutionmap sein.

Wir haben eine Webseite (sternenpark.ch), wo die Resultate präsentiert werden könnten (wenn die Live-Ansicht dort verfügbar gemacht werden könnte, wäre das spannend). Es gibt auch eine interaktive Karte der Pärke (siehe gantrisch.ch), die aber eher für touristische Angebote konzipiert ist. Auf der unihedron-Seite gibt es Apps zum Herunterladen, dort befindet sich eine neue, die ich bisher nicht kannte, sie scheint aber sehr ähnlich wie jene, die ich von Herrn Hänel erhalten habe. Interessant wäre auch, die Nachthimmelfotos (standardisierte und ausgewertete 180°-/Fischauge-Fotos) und weitere Daten (z.B. Messungen mit Handgerät) in diese entstehende Karte hineinzuladen und gleiche Standorte vergleichen zu können.

Dringlichkeit

• Die Forschung bezeichnet die ökologischen Auswirkungen von künstlichem Licht in der Nacht als besorgniserregend. Um den Handlungsbedarf zu zeigen, braucht es dringend Möglichkeiten zur Sichtbarmachung des Problems.
• Der Naturpark Gantrisch ist gemäss seinen Zielsetzungen eine Modellregion für die nachhaltige Entwicklung. Zur nachhaltigen Entwicklung gehört auch ein nachhaltiger Umgang mit Energie und künstlichem Licht. Eine digitale Unterstützung (z.B. Webmap) könnte deren Sichtbarkeit massiv steigern.
• Die Erstellung eines Jahresberichts zur Lichtverschmutzung ist ein Indikator gegenüber Bund und Kanton. In den letzten Jahren konnten die Resultate der Messfahrten aufgrund der Ausfälle der App nicht integriert werden. Es fehlen also aktuelle Vergleichswerte.
• Auf der ganzen Welt finden sich Initiativen zur Verminderung der Lichtverschmutzung. Auch weitere Berner und Schweizer Naturpärke möchten die Thematik verfolgen, es wäre daher gut, wenn einfache Messauswertungen möglich wären. Ein manuelles Korrigieren und Kenntnisse im GIS sollten nicht Voraussetzung sein müssen. Da solche Messfahrten eher selten als häufig gemacht werden, sollten die Geräte ausgeliehen werden können.
• Der Entwickler hat der Verbesserung der App zugestimmt und ist selber daran interessiert.

Ressourcen

• Hersteller der Messgeräte: http://www.unihedron.com/projects/sqm-lu/
• Unsere Nacht-Webseite: www.sternenpark.ch
• Unsere allgemeine Webseite: www.gantrisch.ch
• Webkarte Lichtverschmutzung (Satellitendaten): www.Lightpollutionmap.info
  
• Hintergrundinfos Lichtemissionen: Bundesamt für Umwelt BAFU
• Indikator Lichtverschmutzung LABES: shorturl.at/qtJ68
  
• Programm & App, Messgrössen für Nachthimmelmonitoring: https://drive.google.com/drive/folders/1NPWCGroTz1pt_7MczrQ3jod2w_1_h41Q?usp=sharing

Kontakt Nicole Dahinden, Projektleiterin Nachtlandschaft

Situation initiale : Le parc naturel du Gantrisch est niché dans un paysage magnifique entre Thoune, Berne et Fribourg et comprend 19 communes. L'endroit est également particulièrement beau la nuit, car la zone présente peu de pollution lumineuse.

Mais même ici, l'obscurité naturelle disparaît de plus en plus, sous l'effet d'un éclairage trop intense, mal dirigé ou hors d'usage.

Le parc naturel est la seule région de Suisse à avoir rejoint le réseau international des parcs d'étoiles et des initiatives de ciel noir, où la pollution lumineuse est activement mesurée et évitée dans la mesure du raisonnable.

Mesurer la pollution lumineuse

Le "Sky Quality Meter" de la société unihedron mesure la luminosité du fond du ciel et la restitue sous la forme d'une valeur comprise normalement entre 7 et 22 magnitudes par seconde d'arc (mag/arcsec2). Grâce à une connexion USB, l'appareil est relié à un ordinateur portable ou à un téléphone mobile. Il est possible de définir un intervalle (par exemple, toutes les 5 secondes) auquel la valeur est mesurée. Le programme associe les données (valeur SQM, température interne, numéro de série) de l'appareil avec l'heure et la date et les données GPS du téléphone portable (coordonnées x, y, z (altitude), vitesse, etc.). Le résultat est des points de données géoréférencés, sortis sous forme de fichier CSV. L'appareil peut maintenant être utilisé pour effectuer des voyages de mesure afin de comparer la qualité du ciel nocturne à différents endroits et à différents moments.

La même méthode de mesure est utilisée dans les parcs à étoiles du monde entier, mais l'application ne fonctionne pas de manière stable et il faut beaucoup de temps pour rendre les résultats présentables (rapport ou site web).

Figure 2 : Affichage des données dans le SIG

Objectif L'objectif serait d'améliorer l'application ainsi qu'une manière conviviale d'utiliser les données. L'application peut alors être renvoyée sur le réseau. L'application devrait fonctionner en toute sécurité sur une tablette et un téléphone portable, voire une solution avec Bluetooth (car actuellement les données arrivent dans le téléphone portable via un câble USB, ce qui rend impossible la recharge en conduisant). Une application pour l'ordinateur portable serait également intéressante.

Jusqu'à présent, le fichier de sortie CSV devait être corrigé des erreurs et édité laborieusement pour être affiché dans ArcGIS ou GoogleMap (car le formatage était souvent incorrect). Il serait intéressant et moins fastidieux d'avoir un affichage EN DIRECT dans une carte web avec la possibilité d'activer et de désactiver les dernières mesures et la carte de pollution lumineuse actuelle. Le formatage des données devrait être logique et toujours le même (par exemple, comme dans la figure 2, sans les étoiles). L'arrière-plan pourrait être la carte de la pollution lumineuse.

Nous avons un site web (sternenpark.ch) où les résultats pourraient être présentés (si la vue en direct pouvait y être disponible, ce serait passionnant). Il existe également une carte interactive des parcs (voir gantrisch.ch), mais elle est plutôt destinée aux offres touristiques. Il y a des applications à télécharger sur le site d'unihedron, il y en a une nouvelle que je ne connaissais pas encore, mais elle semble très similaire à celle que j'ai obtenue de M. Hänel. Il serait également intéressant de pouvoir charger les photos du ciel nocturne (photos standardisées et évaluées à 180°/yeux de poisson) et d'autres données (par exemple, des mesures avec des appareils portatifs) dans cette carte émergente et de comparer des emplacements identiques.

Urgence

• Les recherches montrent que les impacts écologiques de la lumière artificielle la nuit sont préoccupants. Pour démontrer la nécessité d'agir, il est urgent de trouver des moyens de rendre le problème visible.
• Conformément à ses objectifs, le parc naturel du Gantrisch est une région modèle en matière de développement durable. Le développement durable comprend également l'utilisation durable de l'énergie et de la lumière artificielle. Un support numérique (par exemple une carte web) pourrait augmenter massivement leur visibilité.
• L'élaboration d'un rapport annuel sur la pollution lumineuse est un indicateur vis-à-vis du gouvernement fédéral et du canton. Ces dernières années, les résultats des voyages de mesure n'ont pas pu être intégrés en raison des défaillances de l'application. Il y a donc un manque de valeurs comparatives actuelles.
• On trouve des initiatives visant à réduire la pollution lumineuse dans le monde entier. D'autres parcs naturels bernois et suisses aimeraient également approfondir la question. Il serait donc bon que des évaluations de mesures simples soient possibles. La correction manuelle et la connaissance des SIG ne devraient pas être un prérequis. Comme ces voyages de mesure sont plus rares que fréquents, il devrait être possible d'emprunter les appareils. - Le développeur a accepté d'améliorer l'application et souhaite le faire lui-même.

Ressources

• Fabricant d'instruments : http://www.unihedron.com/projects/sqm-lu/
• Notre site web sur la nuit : www.sternenpark.ch
• Notre site web général : www.gantrisch.ch
• Carte web sur la pollution lumineuse (données satellite) : www.Lightpollutionmap.info
• Informations générales sur les émissions lumineuses : Office fédéral de l'environnement OFEV
• Indicateur de pollution lumineuse LABES : shorturl.at/qtJ68
• Programme et application, paramètres de mesure pour la surveillance du ciel nocturne : https://drive.google.com/drive/folders/1NPWCGroTz1pt_7MczrQ3jod2w_1_h41Q?usp=sharing

Contact

Nicole Dahinden, chef de projet paysage de nuit