Forschungsprojekt zur Verringerung der Luftverschmutzung mittels Satellitendaten gestartet

erstellt von Frederik Aguilar |

SAUBER heißt das vom Bundesverkehrsministeriums (BMVI) geförderte Forschungsprojekt, das mithilfe einer Datenplattform ein flächendeckendes, detailliertes Bild der aktuellen wie zukünftigen Luftqualität für die Stadt- bzw. Regionalentwicklung zeichnet. Nun ist das Projekt am 1. Oktober offiziell gestartet. geomer verbessert innerhalb des Projekts die räumliche und zeitliche Auflösung der Schadstoffdaten aus dem All.

Der Name ist Programm. Denn es geht im wahrsten Sinne des Wortes um saubere Luft. Ziel von SAUBER (Satellitenbasiertes System zur Anzeige, Prognose und Simulation von Luftschadstoffen für eine nachhaltige Stadt- und Regionalentwicklung) ist es, eine Informationsplattform für eine nachhaltige Stadt- und Regionalentwicklung aufzubauen.  Dabei sollen die in der Praxis bislang kaum genutzten Daten und Services des Raumfahrtprogramms Copernicus erschlossen und in digitale Dienste für eine nachhaltige Stadt- bzw. Regionalentwicklung überführt werden. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI) gefördert und gehört zur Forschungsinitiative mFUND, die sich mit digitalen datenbasierten  Anwendungen für die Mobilität 4.0 befasst.

SAUBER soll nicht nur einen Überblick über die aktuelle, sondern dank des Einsatzes Künstlicher Intelligenz auch Prognosen und Simulationen der zukünftigen Luftverschmutzung erlauben. Allein durch Feinstaub sterben in Deutschland jedes Jahr über 40.000 Menschen.  Droht die Überschreitung eines kritischen Grenzwerts kann die Schadstoffbelastung durch rechtzeitige Umplanungen oder Gegenmaßnahmen reduziert und  gegebenenfalls sogar ganz vermieden werden. Durch die Nutzung von Satellitendaten geht SAUBER in der Flächenabdeckung deutlich über die bisher genutzten punktuellen Erhebungen der stationären Messstationen hinaus. Mittlerweile lassen sich Schadstoffe wie Stickoxide oder Feinstaub in hoher Auflösung aus dem Orbit aus erfassen.

Das Herzstück von SAUBER bildet eine Plattform, auf der alle relevanten Daten eingespielt, analysiert und zur Anzeige, Prognose und Simulation von Luftschadstoffen genutzt werden. Zu den Datenquellen zählen neben den Satelliten des Copernicus-Programms u.a. aktuelle und historische Verkehrs-, Wetter- bzw. Klimadaten sowie Ergebnisse der lokalen Messstationen oder Informationen zur Topographie bzw. Morphologie. Diese Daten werden miteinander verschnitten, um ein flächendeckendes und dabei dennoch detailliertes Bild der Luftverschmutzung zu zeichnen. Mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz sollen Zusammenhänge bzw. Abhängigkeiten in den verschnittenen Daten aufgespürt und in entsprechende Prognosen und Simulationen für die Stadt-  bzw. Regionalentwicklung überführt werden.

SAUBER wird in der Umsetzung vom Amt für Umweltschutz der Landeshauptstadt Stuttgart  begleitet. Die Stadt ist die wegen ihrer Kessellage von der Luftverschmutzung besonders stark betroffen. Außerdem konnte als assoziierter Partner das Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen für SAUBER gewonnen werden, das seine Umsetzung aus Anwendersicht begleiten und gegebenenfalls  mit geeigneten Umweltdaten unterstützen wird.

geomer verbessert innerhalb des Projekts die räumliche und zeitliche Auflösung der Schadstoffdaten aus dem All. Zwar liegen diese in einer hohen Auflösung vor, jedoch ist das in vielen Anwendungsfällen nicht ausreichend. Das gilt vor allem dann, wenn der Schadstoffeintrag des Straßenverkehrs, einer der größten Emittenten, in einen räumlichen und zeitlichen Bezug dargestellt werden muss. Neben Klima-, Wetter-, Sensordaten und Informationen zu Topographie bzw. Morphologie nutzt geomer Straßendaten und die historischen Verkehrsflussdaten des Anbieters für digitale Karten und ortsbezogener Technologie HERE, um die Granularität der Satellitendaten zu verfeinern. Ziel ist es ein realitätsnahes, zeitsensitives und straßenscharfes Bild der Schadstoffemissionen zu zeichnen, was nachgelagerte Planungen zur effektiven Verbesserung der Luftqualität ermöglicht.

Das Projekt ist offiziell am 1. Oktober 2018 gestartet und dauert drei Jahre. Konsortialführer ist die Software AG. Weitere Forschungspartner sind die geomer GmbH und das Start-up meggsimum als ihr Kooperationspartner aus der Metropolregion Rhein-Neckar, das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt, das Fraunhofer Heinrich-Hertz-Institut, das Institut für Informationssysteme der Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hof sowie das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (Ökologische Stadtplanung).

Über den mFUND:

Im Rahmen der Forschungsinitiative mFUND fördert das BMVI seit 2016 Forschungs- und Entwicklungsprojekte rund um digitale datenbasierte Anwendungen für die Mobilität 4.0. Neben der finanziellen Förderung unterstützt der mFUND mit verschiedenen Veranstaltungsformaten die Vernetzung zwischen Akteuren aus Politik, Wirtschaft und Forschung sowie den Zugang zum Datenportal mCLOUD. Weitere Information finden Sie unter www.mfund.de.

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