Umweltdaten

Der Umwelt zuliebe

6. September 2022, 7:30 Uhr | Autoren: Sascha Tash und Henning Wilmes / Redaktion: Diana Künstler

Fortsetzung des Artikels von Teil 1

Ausgewählte Projekte im Fokus

DEUS Smart Air: Verkehrsanpassung Für bessere Luft

Die Relevanz von Umweltdaten zeigt sich unter anderem am Projekt „Digitale europäische urbane Echtzeit-Umweltdaten und Smart Section Traffic Control System (Deus_Smart Air)“2, das vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) noch bis Oktober 2023 gefördert wird. Unter den elf Projektpartnern befinden sich das Fraunhofer-Institut für Verkehrs- und Infrastruktursysteme IVI sowie die TU Dresden. Das Ziel des europaweit größten Forschungsprojekts zu Umweltdaten: Daten zur Luftqualität in Städten sollen engmaschig ausgewertet werden, um basierend darauf gezielte Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität auszuarbeiten – etwa eine angepasste Verkehrsplanung, auch „Smart Section Traffic Control“ genannt. Vorteile und Anwendungen gibt es viele: Ist beispielsweise die Luftqualität in einer Straße sehr schlecht, kann das Routing über eine andere Straße realisiert werden. Ampelphasen lassen sich besser mit dem Verkehr synchronisieren, zusätzliche Fahrstreifen bedarfsgerecht freischalten und Geschwindigkeitsbegrenzungen an Verkehr und Wetterlage anpassen. „Basierend auf einem weltweiten Patent kombinieren wir modulare stationäre Sensoren und mobile Sensoren – etwa auf Lieferfahrzeugen – um die Umweltbelastung im urbanen Raum in Echtzeit erfassen zu können«, erläutert Marc Nodorft, Leiter des Projekts Deus Smart Air. Langfristig soll ein KI-gestütztes Echtzeit-Prognosesystem aufgebaut werden, das die Schadstoffbelastung innerhalb eines 24-Stunden-Zeitraums vorhersagen kann. Weitere Maßnahmen können eine gezielte Begrünung von Städten sowie eine Verkehrsverlagerung und -verflüssigung (Umweltsensitives Verkehrsmanagement „UVM“) sein. (DK)

Farm BEATS und DEEPMC: Effizientere Landwirtschaft

DeepMC
Ein Bauer bereitet sich darauf vor, seine Weizen- und Linsenfelder zu düngen, da der Winterabfluss und der Frost fast zu Ende sind. Hierfür setzt er auf lokale Wetterdaten. Da die klimatischen Parameter über kurze Entfernungen und sogar zwischen den Bereichen des Betriebs variieren können, bilden die knapp 50 Meilen entfernten Wetterstationen aber nicht immer die beste Informationsquelle. Darum hat Microsoft „Deep MC“ entwickelt, ein Framework zur Vorhersage von Mikroklima oder der Anhäufung von Klimaparametern, die sich um eine relativ kleine, homogene Region gebildet haben. Mikroklimavorhersagen sind in Landwirtschaft, Forstwirtschaft, Architektur, Stadtplanung, Umweltschutz, Schifffahrt und anderen Bereichen von Vorteil. Deep MC sagt verschiedene Mikroklimaparameter mit einer Genauigkeit von über 90 Prozent an weltweit eingesetzten IoT-Sensorstandorten voraus.
© Maryatt Photography/Microsoft

Die Organisation für Ernährung und Landwirtschaft der Vereinten Nationen sagt voraus, dass die weltweite Nahrungsmittelproduktion um mindestens 70 Prozent ansteigen muss. Andernfalls wäre eine angemessene Ernährung der Weltbevölkerung 2050 nicht mehr gewährleistet. Bessere und genauere Daten könnten Landwirten vor diesem Hintergrund dabei helfen, Lebens­mittel effizienter und zugleich umwelt­schonender anzubauen. Im Projekt „Farm Beats“ von Microsoft3 werden zum Beispiel Daten von Sensoren, Drohnen, Satelliten und Traktoren in cloud­basierte Modelle für Künstliche Intelligenz gefüttert. Sie sollen ein detailliertes Bild der Boden­qualität und der Feuchtigkeit der Äcker liefern. Da schnelles Internet auf den meisten Farmen aber selten ist, werden die Daten über nicht genutzte Sende­frequenzen zwischen TV-Kanälen in die Cloud geschickt. Gemeinsam mit dem Land­wirtschafts­ministerium der USA hat Farm Beats ein Pilot­projekt gestartet: Auf der rund 2.800 Hektar großen Forschungs­farm des Ministeriums im US-Bundes­staat Maryland wurden die Felder mit einem Netz­werk von Sensoren aus­gestattet. Sie messen Temperatur, Feuchtig­keit, Säure­gehalt und Wasser­stand des Bodens. Eine Wetter­station zeichnet Luft­temperatur, Nieder­schlag und Wind­geschwindig­keit auf, ein mit Sensoren ausgestatteter Traktor wird wiederum die Höhe, die Biomasse und die „Grünheit“ der Acker­früchte messen – ein Indikator für die Pflanzen­gesundheit. Wenn das Projekt erfolgreich ist, können die Landwirte die von Farm Beats generierten Daten in Echtzeit sehen. Die Forscher hingegen haben die Möglichkeit, den Landwirten webbasierte Tools und orts­spezifische Informationen zur Verfügung zu stellen, mit denen sie Saatgut und Dünger gezielter einsetzen und insgesamt ihre An­bau­methoden verfeinern können. Läuft alles nach Plan, soll das System im Anschluss auf über 200 Bauern­höfen im ganzen Land ausführlicher getestet werden. (DK)

1 https://www.bundesregierung.de/breg-de/themen/nachhaltigkeitspolitik/nachhaltigkeitsziele-verstaendlich-erklaert-232174
2 https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Artikel/DG/mfund-projekte/deus-smartair.html
3 https://www.microsoft.com/en-us/research/project/farmbeats-iot-agriculture/


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