In dem Projekt wurde eine Informationsplattform mit KI-basierten Ansätzen und Satellitendaten gebaut, die auch Prognosen und Simulationen der zukünftigen Luftverschmutzung erlaubt. Denn Luftverschmutzung gehört nach wie vor zu den weltweit größten Gefahren für die Gesundheit. Zudem ist der wirtschaftliche Nutzen einer besseren Luftqualität Berechnungen zu Folge erheblich höher als die Kosten für die Umsetzung von Luftreinhaltemaßnahmen. Und schließlich bedrohen Luftschadstoffe die Ökosysteme.

Die Software AG spielte in dem Forschungsprojekt eine entscheidende Rolle. Sie war nicht nur Konsortialführerin, sondern verantwortete auch die Konzeption und Entwicklung der SAUBER-Plattform. Zum Einsatz kamen ihre Messaging Technology und Dashboarding-Funktionen von ARIS für das Interface des Demonstrators.

Dazu wurden Satellitendaten von Sentinel-3 und Sentinel-5P des Raumfahrtprogramms Copernicus analysiert, die in einer bisher unerreichten Qualität und Auflösung sowohl die Landbedeckung (Sentinel-2) als auch die Luftschadstoffe (Sentinel-5P) Stickstoffdioxid, Feinstaub, Ozon und Kohlenmonoxid aus dem Orbit erfassen können. Mit den Satellitendaten geht SAUBER in der Flächenabdeckung deutlich über die punktuellen Erhebungen der stationären Messstationen in den Pilotregionen Stuttgart und Nordrhein-Westfalen (NRW) hinaus. Als weitere Datenquellen dienten u.a. aktuelle und historische Verkehrs- und Wetterdaten sowie Ergebnisse der lokalen Luftmessstationen und Informationen zur Topografie und Bebauung.

Das Herzstück von SAUBER bildet eine Open-Source Geodateninfrastruktur (GDI), auf der alle relevanten Daten automatisch importiert, gespeichert und über offene und standardisierte Schnittstellen für Geodaten (OGC) veröffentlicht werden. Basierend hierauf stellen die SAUBER-Dienste dem Anwender die punktuell und flächenhaft vorhergesagte Luftschadstoffbelastung zur Verfügung. Auf der SAUBER-Plattform wurden nun alle Daten eingespielt, miteinander verschnitten, mit Hilfe von analytischen Verfahren ausgewertet und schließlich in die SAUBER-Dienste überführt.

Bei der virtuellen Abschlusspräsentation wurden diverse interaktive Demonstrator-Clients vorgestellt, die unter Zugriff auf die verfügbaren Schnittstellen die Potenziale des Systems visualisieren: So gibt zum Beispiel ein „Stations-Viewer“ (https://sauber-projekt.meggsimum.de/station-viewer) Anwendern einen schnellen Überblick über die vorhandenen Messstationen und zugehörige Vorhersagen und zeigt mittels Sparklines (kleinen Grafiken, mit deren Hilfe Zahlenmaterial auf kleinstem Raum grafisch dargestellt werden können) bereits schematisch den Verlauf der nächsten 48 Stunden. Der „WMS-Time-Viewer“ (https://sauber-projekt.meggsimum.de/wms-time-viewer/) zeigt im Webbrowser die flächenhaften Vorhersagedaten inklusive Tools zur Navigation durch die zeitliche Dimension der Vorhersage. Außerdem wurde die Einbindung der SAUBER-Dienste in das Desktop-Geoinformationssystem QGIS via Plugins demonstriert. Der Dienst „Prognose“ ermöglicht Vorhersagen bzgl. der Luft- und Klimadaten für die nächsten zwei Tage. Die Prognosen errechnen sich aus aktuellen Messdaten und vielen zusätzlichen Daten aus der Historie. Mit diesem Daten-Mix wurden neuronale Netze trainiert. Sie lernten, welche Zusammenhänge es in den vergangenen ein bis zwei Jahren gab. Verknüpft mit aktuellen Messdaten, wie Wetter-, Verkehrs-, Struktur- und vielen anderen Daten, berechnet das System, wie sich die Luftbeschaffenheit weiterentwickelt. Mit dem Dienst „Simulation“ wird die langfristige Wirkung verschiedener Bebauungsszenarien auf die Umwelt einer Region vorausgesagt.

„Die Kommunen bekommen viel bessere Informationen zur Luftqualität als dies mit bisherigen Messsystemen möglich ist“, zieht Christian Gengenbach, Vice President Research & Development vom Projektkoordinator Software AG, Bilanz. Mit unseren Simulationen kann dargestellt werden, wie sich Veränderungen in der Landschaft und in der Bebauung auf die Schadstoffbelastung in der Luft auswirken. Kommunen können damit geeignete Maßnahmen zur Verbesserung der Luftqualität ergreifen und deren Wirksamkeit nachweisen.“

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Über die Software AG
Die Software AG ist der Softwarepionier der vernetzten Welt. Seit dem Jahr 1969 hat die Gesellschaft mehr als 10.000 Firmen und Organisationen dabei unterstützt, Menschen, Unternehmen, Systeme und Geräte durch Software zu verbinden. Mithilfe von Integration & APIs, IoT & Analytics sowie Business & IT Transformation ebnet die Software AG den Weg zum vernetzten Unternehmen; ihre Produkte sind der Schlüssel für einen ungehinderten Datenfluss und eine reibungslose Zusammenarbeit. Im Geschäftsjahr 2021 hatte das Unternehmen mehr als 4.800 Beschäftigte in mehr als 70 Ländern und erwirtschaftete einen Jahresumsatz von mehr als 800 Millionen Euro. Bis 2023 strebt die Software AG eine Umsatzsteigerung auf mehr als 1 Milliarde Euro und eine operative Ergebnismarge (EBITA, non-IFRS) zwischen 25 und 30 Prozent an.

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