EXDIMUM – Extremwettermanagement mit digitalen Multiskalen-Methoden
Kurzbeschreibung
Kernziel des Projekts EXDIMUM ist es, das Extremwassermanagement im Spektrum komplexer Herausforderungen zu betrachten. Dem zugrunde liegt die Beobachtung, dass die globalen Klimaveränderungen nicht nur mit einer Veränderung der Durchschnittswerte der Niederschlagsmengen einhergeht, sondern auch mit einer Verstärkung der Extreme besonderer Trockenheit und lokaler Starkregenereignisse. Diese Entwicklung führt zu Herausforderungen, die sich zugleich auf verschiedenen Skalen abspielen: wenig vs. viel Wasser, überregionaler vs. lokaler Raum, lange vs. Kurze Zeitspannen, Berghänge vs. Flachland, unterschiedliche Landnutzung mit Wald, Bergbau, Landwirtschaft und Stadt.
Ziel
Der Forschungsansatz beruht auf der ganzheitlichen Kombination von Datenerhebung und Modellierung auf multiplen Skalen und abgeleiteten Maßnahmen. Hierzu gehören insbesondere die Nutzung von zeitlich und räumlich hochaufgelösten Satellitenaufnahmen, die Einbeziehung von digitalen Geländemodellen und die gezielte zuverlässige Erhebung von terrestrischen Sensordaten. Das Zusammenspiel dieser multimodalen Datenquellen für die Zustandserfassung und Analyse von Szenarien dient dabei als Basis für kurz- und langfristige Prognosen und soll erlauben, aussichtsreiche Handlungsempfehlungen zum Umgang mit Wetterextremen abzuleiten.
Arbeitspakete (AP)
In diesem Arbeitspaket werden zunächst relevante Anwendungsfälle und die dafür benötigten Daten identifiziert. Zudem wird die Konzeption der Systemarchitektur des Gesamtsystems vorgenommen.
In diesem Arbeitspaket wird ein – auch bei Extremwetter zuverlässig lauffähiges – Datenerfassungssystem für terrestrische Daten entwickelt und an relevanten Standorten in der Pilotregion ausgebracht.
Wesentliche Aufgabe dieses Arbeitspakets ist die Entwicklung von Datenverarbeitungsmechanismen zur Analyse von Satellitenbildern mit Hilfe künstlicher Intelligenz. Dies umfasst die Erkennung von Vegetation, Vegetationszustand, Bodenfeuchte und Landnutzung, sowie weitere aus Satellitenbildern erkennbare Parameter, wie sie in AP1 identifiziert worden sind.
Vorrangiges Ziel dieses Arbeitspakets ist es, DGM-Daten für eine Nutzung im Multiskalenmodell nutzbar zu machen und durch die Vereinfachung komplexer Geometrien eine schnelle und zugleich akkurate Repräsentation und Interpretation zu ermöglichen.
Dieses Arbeitspaket umfasst neben der technischen Integration der Datenquellen auch die Entwicklung skalierbarer und effizienter interner Datenrepräsentationen, um gezielt und latenzarm auf alle verfügbaren Informationen zugreifen zu können
Ziel des Arbeitspakets ist es, datengetrieben innovative Mechanismen herzuleiten, etwa auf Basis von Signalverarbeitungs- und Datenfusionsverfahren aus dem Bereich der künstlichen Intelligenz. In Verbindung mit bekannten Zusammenhängen soll ein tiefgehendes Verständnis über die Auswirkung von Extremwasserereignisse auf eine gegebene Region gewonnen werden, sowie Handlungsempfehlungen für Reaktion und Prävention.
In diesem Arbeitspaket werden geeignete Nutzerschnittstellen konzipiert und praktisch umgesetzt, um eine Nutzung des Gesamtsystems auch für Fachanwender aus der beruflichen Praxis möglich zu machen, ohne dass hierfür besonderes Fachwissen vorausgesetzt wird.
Der kontinuierliche Abgleich der Forschungs- und Entwicklungsaspekte mit den Anforderungen der Praxis sichert die Zielorientierung des Projekts. Dazu werden die Potenziale des Multiskalenansatzes vor allem in der Pilotregion um Goslar untersucht, wo der Partner EW bereits über ein umfassendes Verständnis der lokalen Gegebenheiten verfügt.
Neben der Organisation regelmäßiger Konsortialtreffen wird auch die Präsentation der Projektergebnisse koordiniert, innerhalb wie außerhalb des Konsortiums.
