SLEWS: Entwicklung einer Geodateninfrastruktur als Grundlage von Frühwarnsystemen für Massenbewegungen durch die Integration von Echtzeitsensorik
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SLEWS: Entwicklung einer Geodateninfrastruktur als Grundlage von Frühwarnsystemen für Massenbewegungen durch die Integration von Echtzeitsensorik
01.04.2007 bis 30.06.2010
Prof. Dr. R. Azzam [em.]
Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen, Lehrstuhl für Ingenieurgeologie und Hydrogeologie
Lochnerstr. 4-20
52064 Aachen
- Universität Rostock, Geodäsie und Geoinformatik
- ScatterWeb GmbH Berlin [keine Webseite verfügbar]
- Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe Hannover (BGR)
Sonderprogramm GEOTECHNOLOGIEN
Frühwarnsysteme im Erdmanagement
Das Gesamtvorhaben sieht die Entwicklung eines Demonstrationsmusters für Frühwarnsysteme vor. Das System soll so konzipiert werden, das es für Frühwarnungen vor unterschiedlichen Naturkatastrophen anwendbar ist. Die Funktionalität des Systems wird am Beispiel von Massenbewegungen erprobt. Es sollen höchst flexibel anwendbare und günstig zu fertigende Sensoren eingesetzt werden. Die Berechnung der Vorhersagen soll auf der Kombination verschiedenster Auslösemechanismen, Informationen zum Klima und zum Untergrund, Erdbeben sowie Abholzungen oder anderen anthropogen Eingriffe in das Ökosystem beruhen. Das Zusammentragen dieser heterogenen Daten kann durch verschiedenste Anbieter aufgrund einer offenen, plattformartigen Web-Architektur erfolgen. Die geplante Geodiensteinfrastruktur (GDI) bezieht sowohl Sensortechnologien, Beschaffung und Weiterverarbeitung von Geodaten, Informations- und Kommunikationstechnologien als auch Methoden und Modelle zur Bestimmung von hangstabilitätsrelevanten Parametern mit ein. Zur Berechnung von Vorhersagen und Frühwarnungen durchlaufen die Geodaten leistungsfähige Prozeduren und Algorithmen, welche zuvor auf ihre Anwendbarkeit überprüft wurden. Die Ergebnispräsentation basiert auf innovativen Web-Technologien unter Berücksichtigung des OGC-Standards.
Das Vorhaben der RWTH Aachen konzentriert sich auf die Adaption und Erprobung von drahtlosen Geosensornetzwerken für die flächenhafte Echtzeitüberwachung von Massenbewegungen. Hierbei ist der Entwurf von realistischen Szenarien und entsprechenden Anforderungsprofilen für die Sensoren geplant, die auf den sog. "Scatternodes" als Sensorträger und drahtlose Kommunikationsplattform integriert werden sollen. Weiterhin erfolgt die Auswahl und Erprobung geeigneter Sensorkonfigurationen und die Kombination der Messdaten von unterschiedlichen Sensoren durch Sensorfusion zur Optimierung der Aussagequalität. Beim Aufbau von Sensornetzwerken und bei der Datenverarbeitung ist die Integration von geologischem Vorwissen geplant. Durch eine Geodiensteinfrastruktur soll die Verknüpfung der Sensorinformationen und die Einbindung in Warnsysteme realisiert werden. Außerdem ist die Ableitungen und Implementierungen robuster Algorithmen geplant, die für die Geoserviceinfrastruktur zur Beurteilung der Sensormesswerte in Hinsicht auf Versagensmechanismen dient sowie die Erstellung einfacher Algorithmen zur Entscheidungsfindung für Alarm- und Warnsysteme.
Die Universität Rostock verfolgt verschiedene wissenschaftliche und technische Ziele. Zu ihren Aufgaben gehört u. a. die Erweiterung des Sensorspektrums auf Seiten der Datengewinnung sowie die Adaption der geodätischen Verfahren der Deformationsanalyse an neue Sensoren und deren Einbettung in eine interoperable Geodateninfrastruktur. Weiterhin ist die Universität Rostock für die Validierung und Qualitätsuntersuchungen der Sensoren sowie die Einbeziehung der Qualitätsparameter in Prozessketten bis zur Frühwarnung zuständig. Auch die Auswahl geeigneter Visualisierungsformen zur Unterstützung der Frühwarnsysteme gehört zu den Aufgaben.
Die Firma ScatterWeb GmbH Berlin ist für die Etablierung eines drahtlosen Sensornetzes in realer Umgebung zuständig. Zu den Aufgaben der ScatterWeb GmbH gehört die Bestimmung der Auswirkungen der Geodatenerfassung auf die Hardware und die Netzkonfiguration. Weiterhin sind Untersuchungen zu Fragen der Gehäusetechnik und der Nutzung regenerativer Energiequellen für autonome, langlebige drahtlose Sensornetze geplant. Für die verteilte Datenreduktion sollen Regeln aufgestellt werden, damit das datenfokussierte Netz Datenaggregation und Sensorfusion ermöglichen kann. Ferner soll eine technische Grundlage bereitgestellt werden, die es Experten ermöglicht, einfache Regeln zu formulieren, die dann von den verteilten Modulen ausgeführt werden.
Die BGR Hannover ist dafür zuständig, die Anforderungen der potentiellen Nutzer bei der Konfiguration und beim Aufbau in das System zu integrieren. Durch Verbesserung der Nutzerschnittstellen (Visualisierung, Integration in verschiedene Endsysteme etc.) und die Möglichkeit zur Integration alternativer Modelle und Prognosen, soll eine standardisierbare Technik für die Information der Endnutzer entwickelt werden. Weiterhin ist die Optimierung der Visualisierung von umfangreichen Daten- und Informationsmengen geplant, z. B. durch die Visualisierung raum-zeitlicher Ereignisse. Um die Bedienbarkeit und die Funktionstüchtigkeit des Systems zu verbessern, sollen Möglichkeiten zur Kommunikation mit bereits operierenden Frühwarnsystemen (ERMOS) berücksichtigt sowie das Informationssystem optimiert werden.