Echtzeitüberwachung gravitativer Massenbewegungen zum Risikomanagement kritischer Infrastrukturen mit KI-unterstützter 3D-Metrologie

Laufzeit

Beschreibung

Die Erdoberfläche unterliegt einem ständigen Wandel, wobei sich die Geschwindigkeit und das Ausmaß in den letzten Jahren beschleunigen. Der Klimawandel sorgt für veränderte Rahmenbedingungen. Intensive, langanhaltende Niederschläge sorgen bspw. häufiger für Erdrutsche oder Felsstürze. Solche Ereignisse betreffen neben der lokalen Bevölkerung zusätzlich zentrale und kritische Infrastrukturen, was ökonomisch weitreichende Auswirkungen haben kann. Ein zentrales Instrument in einem integrierten Risikomanagement ist die Verfügbarkeit von 4D-Geoinformation (d.h. räumlich und zeitlich hochaufgelöste 3D-Daten). Die 4D-Daten werden dabei durch ein permanentes Monitoring erfasst. Der aktuelle Stand der Forschung und Technik stellt hierzu permanent installierte Laserscanning-Systeme (PLS) zur Verfügung.

Der Online-Betrieb und die Datenerfassung mittels PLS stellen nicht mehr den limitierenden Faktor dar und PLS sind wirtschaftlich attraktiv einsetzbar. PLS liefern allerdings riesige Datenmengen. Um PLS für die operationelle Anwendung verfügbar zu machen und die Datenflut auf die relevanten Informationen für Entscheidungsträger*innen zu beschränken, wird eine neue Schnittstelle zwischen den Informationsbedürfnissen der Anwendung und der 4D-Erfassung und -auswertung benötigt. Transparente Tools zur Verifizierung der Datenqualität, zur automatisierten Datenanalyse und schlussendlich zur Visualisierung und dem Reporting gegenüber den Anwendern sind unabdingbar.

Der konkrete Bedarf an der Prävention von Georisiken und das Anwendungswissen der Stakeholder werden in diesem neuen System verknüpft. Dadurch wird es erstmals möglich sein, PLS im operationellen Risikomonitoring einzusetzen und in den riesigen Datenmengen mit Hilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) gezielt relevante Ereignisse zu finden (z.B. Aktivierung eines Hangbereichs) sowie im fortlaufenden Monitoring zu verfolgen. Die entwickelten Tools werden einerseits als webbasierte Datenplattform und andererseits innerhalb des Open-Source-Projektes „py4dgeo“ bereitgestellt. Mittels der Datenplattform DMT SAFEGUARD ist ein ferngesteuerter Betrieb des Messsystems möglich und die Auswerte-, Visualisierungs- und Reportingmethoden sind direkt in die Plattform integriert. Somit wird den Stakeholdern eine ganzheitliche Lösung zur Verfügung gestellt, die eine kollaborative Arbeit im Zuge eines umfangreichen Risikomanagements erlaubt.