Zwei Tage lang trafen sich die Konsortialpartner von KLIPS in Dresden in den Räumen der Landeshauptstadt. Es gab eine produktive Diskussion über den Fortschritt unseres Projekt.
330 Sensoren wurden hergestellt, und fast 150 Sensoren sind in Dresden bereits in Betrieb und liefern Messwerte. Davon konnte sich das Konsortium direkt vor Ort überzeugen.
Nächste und übernächste Woche werden die Sensoren auch in der zweiten Pilotstadt im rheinischen Langenfeld installiert.
Wir sind mit den bisherigen Fortschritten zufrieden und arbeiten weiter daran, innovative Lösungen zu finden, um gesündere und nachhaltigere Städte zu schaffen.

Bilder: ©LHD/René Grodde

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Am 19.05.2023 präsentierte Dr. Tobias Leichtle vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) aktuelle Projektarbeiten aus KLIPS auf dem Joint Urban Remote Sensing Event (JURSE) in Heraklion, Griechenland. Der Titel seines Vortrags lautete “Opposing land surface and air temperatures from remote sensing and Citizen Science for quantification of the Urban Heat Island effect”.

Wie wird aus einem Sensorsignal eigentlich ein Messwert? Mit dieser Frage beschäftigte sich das ERGO Umweltinstitut nicht erst seit KLIPS. Aber bei diesem Forschungsprojekt trieb es dieses Thema deutlich weiter. Der Grund liegt vor allem in der großen Anzahl an Stadtklimasensoren, die die messtechnische Basis für die Projektziele liefert. Bei KLIPS sollen mithilfe einer Informationsplattform und einem Sensornetzwerk Hitzeinseln vermessen sowie über KI-Algorithmen die Auswirkungen möglicher Maßnahmen simuliert werden.

Unter anderem wird mit den Messwerten und Methoden des maschinellen Lernens eine künstliche Intelligenz trainiert, die später valide Prognosen und kleinräumige Extrapolationen von Lufttemperaturen im Untersuchungsgebiet Dresden ermöglichen soll.

In die Messgenauigkeit jedes einzelnen Sensors und damit des gesamten Sensorschwarms wird daher viel Know-how und Energie gesteckt. Durch den Verzicht auf teure meteorologische Standardsensorik mussten neue Wege gesucht werden, um zu verlässlichen Messdaten zu kommen. Ein wesentlicher Schritt ist die Kalibrierung jedes Gerätes und aller darin verbauten Temperatur- und Feuchtesensoren. Was mit 10 Geräten noch recht einfach ist, wird mit über 300 Geräten in kurzer Zeit zu einer technischen und logistischen Herausforderung.

Mit dem ILK Dresden fand ERGO einen Partner, der über eine leistungsfähige Klimakammer verfügt. Hier wurden alle Geräte nach erfolgter Montage einer Mehrpunktkalibrierung unterzogen. Damit wird aus dem Temperatursignal nun auch wirklich ein Messwert. Jeder einzelne Parameter ist rückgeführt auf entsprechende Referenzgeräte und genügt damit hohen metrologischen Standards.

Für den Anbau im Stadtgebiet Dresden sind vor allem Straßenbeleuchtungsmasten vorgesehen. Das Ausbringen und Installieren erfolgt innovativ und klimagerecht. Die genehmigten Standorte werden mit dem Lastenrad angesteuert. Zunächst wird eine Halterung am Mast angebracht. Alles geht schnell durch speziell gefertigte Werkzeuge und Installationshilfen. Sobald die Halterung fest am Mast sitzt, wird das Messgerät nur noch eingehängt und fixiert. So ist bei Wartungsbedarf jederzeit eine schnelle Demontage durch eine einzelne Person möglich und es kann beispielsweise einfach ein Ersatzgerät aufgehangen werden.

Als letzte Maßnahme erfolgt in wenigen Schritten die Anlage des Gerätestandortes und die Registrierung des Gerätes über die ebenfalls im Rahmen des Forschungsprojektes entwickelte App. Ab diesem Moment stehen dann Messdaten standortbezogen für die Weiterverarbeitung zur Verfügung. 

Die Sensoren sind nun rechtzeitig vor der Hitze im Sommer startklar. 

Am 15. und 16. März war KLIPS auf dem Public Summit der Software AG in Berlin gleich mehrfach im Gespräch. In der Hessischen Landesvertretung hielt Dr. Michael Anz, Smart City Manager der Landeshauptstadt Dresden einen Vortrag über KLIPS und beteiligte sich auch an der Podiumsdiskussion zum Thema „Nachhaltiger Staat“. Außerdem konnten sich Besucher an einem kleinen Stand im Plenum über KLIPS informieren.

Die Mobilithek ist Deutschlands neuer Nationaler Zugangspunkt für Mobilitätsdaten. Denn die moderne, vernetzte Mobilität ist heute mehr denn je auf Daten angewiesen. Nachhaltige Verkehrsplanung, gezielte Verkehrssteuerung oder die individuelle Wahl von Verkehrsmitteln sind nur drei Beispiele, die ohne einen verlässlichen Zugang zu Daten, einschließlich Echtzeitdaten, nicht auskommen. Das Bundesministerium für Digitales und Verkehr bietet daher mit der Mobilithek einen neuen zentralen, einheitlichen und benutzerfreundlichen Zugang zu all seinen offenen Mobilitätsdaten an. 
Auch KLIPS beteiligt sich an der Datenplattform. Die Partner Deutsches Zentrum für Luft-und Raumfahrt e.V., ERGO Umweltinstitut GmbH/PIKOBYTES GmbH und das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e. V. (IÖR) haben kürzlich Daten über die Projektgebiete Dresden und Langenfeld auf die Plattform gestellt. Es handelt sich um satellitenbasierte Messungen der Landoberflächentemperatur, Strukturdaten und Sensordaten der Nullserie des Sensormessnetzes.

Hier geht’s zur Datenplattform. 

KLIPS-Daten über Dresden und Langenfeld

Der nächste Sommer ist zwar noch etwas weit weg, aber Christian Gengenbach und Thomas Meiers beantworten jetzt schon die Frage, ob KI unsere Städte vor der Hitze bewahren kann. Schauen Sie sich dazu das Video an.

Am 14. Dezember sprach sprach Tobias Leichtle vom KLIPS-Partner Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) auf der European Space Imaging (EUSI) über Citizen Science Temperaturmessungen und flächendeckende VHR-Geodaten in einem Landnutzungsregressionsansatz. Das DLR modelliert Außen- und Innentemperaturen auf Gebäudeebene für eine detaillierte und stadtweite Quantifizierung der Wärmebelastung. Dieses räumliche Wissen ermöglicht die Entwicklung geeigneter Minderungsmaßnahmen, um die Gesundheit der Bürger wirksam zu schützen.

Beim ersten Konsortialmeeting von KLIPS in Präsenz konnten endlich buchstäblich die Köpfe zusammengesteckt werden. Bei der Software AG in Darmstadt wurde der Moderationskoffer ausgepackt, in Workshops konstruktiv gearbeitet und die Ergebnisse im Plenum präsentiert und diskutiert. Es geht gut voran. In den Anwendungsstädten Dresden und Langenfeld wurden die Anforderungen aufgenommen und geclustert. Können wir zum Beispiel simulieren, wie eine Gleisbegrünung die Temperatur beeinflusst und wie sich eine Nachverdichtung in der Dresdner Neustadt auswirkt? 

Die Messnetzplanung in den Anwendungsstädten Dresden und Langenfeld steht. Im Januar sollen schon die ersten Sensordaten der Nullserie an die KI „verfüttert“ und neuronale Netze trainiert werden.

Unter Federführung der Hochschule Hof wird ein Model Check Datenqualität entwickelt, der den Anwendungspartnern, den Städten Dresden und Langenfeld, eine sichere Basis für ihr Verwaltungshandeln liefern soll.