Forschungsprojekt

Verringerung der Luftverschmutzung

SAUBER soll nicht nur einen Überblick über die aktuelle, sondern dank des Einsatzes Künstlicher Intelligenz auch Prognosen und Simulationen der zukünftigen Luftverschmutzung erlauben. Bild: BBC
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SAUBER heißt das vom Bundesverkehrsministerium (BMVI) geförderte Forschungsprojekt, das mithilfe einer Datenplattform ein flächendeckendes, detailliertes Bild der aktuellen wie zukünftigen Luftqualität für die Stadt- beziehungsweise Regionalentwicklung zeichnet. Nun ist das Projekt am 1. Oktober offiziell gestartet.

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- beziehungsweise 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.

Lokale Messstationen oder Informationen

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 unter anderem aktuelle und historische Verkehrs-, Wetter- beziehungsweise Klimadaten sowie Ergebnisse der lokalen Messstationen oder Informationen zur Topographie beziehungsweise 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- beziehungsweise Regionalentwicklung überführt werden.

SAUBER wird in der Umsetzung vom Amt für Umweltschutz der Landeshauptstadt Stuttgart begleitet. Die Stadt ist 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.

Adaptierte Algorithmen

Die Software AG entwickelt in dem Projekt neben ihrer Konsortialführerschaft die SAUBER-Plattform mit einer zentralen Infrastruktur für Geodaten. Dort werden alle relevanten Daten eingespielt und - sofern für Dritte geeignet – als Open Data zur Verfügung gestellt. Außerdem werden auf der Plattform die im Projekt entwickelten beziehungsweise adaptierten Algorithmen der Künstlichen Intelligenz angebunden und den ebenfalls auf der Plattform integrierten SAUBER-Diensten bereitgestellt. Für die Realisierung der SAUBER-Plattform greift die Software AG auf ihre Digital Business Platform zurück und entwickelt sie mit Blick auf die wesentlichen Kernfunktionalitäten anwendungsspezifisch weiter.

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 Unterauftragnehmer 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). (ig)

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