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Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines georeferenzierten Sensor-gestützten Expertensystems zur teilflächenspezifischen gekoppelten N-Düngungs- und Bewässerungssteuerung im Freilandgemüsebau. Der spezifische N-Bedarf soll auf Basis eines Verbundes aus Stützpunkten des Nmin-Systems sowie N-Mineralisierungsraten aus der Boden spezifischen C-N-Dynamik geschätzt wer-den. Die Einbindung des C-N Modells CANDY wird die Nmin- und C-Dynamik des Bodens im Vergleich zu gegenwärtigen Systemen besser abbilden. Die Bestandes-entwicklung und der N-Bedarf der Modellkultur Spinat soll über spektrale Absorption bzw. Emission mit Hilfe des ISARIA-Sensors gemessen werden. Der Bewässerungsbedarf wird durch die Verbindung von Wasserbilanzierung mit der Geisenheimer Steuerung, Bodensaugspannungsmessung, spektraler Vegetationsindices und neuronalen Netzen abgeleitet. Die wissenschaftliche Prüfung des modellierten Wasserbedarfs erfolgt mit Hilfe der Messung der aktuellen Evapotranspiration und des modellierten N Bedarfs anhand Nmin Proben. Informationen der Bodencharakteristik, der C-N-Dynamik, der Bestandesentwicklung und des Bewässerungsbedarfs sollen durch intelligente Regelsysteme verbunden und für Entscheidungen der Anwender als browserbasierte Webanwendung visualisiert werden. So werden auch Bewässerungs- und N-Düngungskarten für Teilflächen auf Grundlage räumlich hoch aufgelöster, sensorbasierter Bodenkartierung erstellt. Die Webanwendung integriert In-formationen georeferenzierter Daten, um teilflächenspezifische Handlungsempfehlungen ausgeben zu können.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Geisenheim University, Zentrum für Wein- und Gartenbau, Institut für Gemüsebau durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines georeferenzierten Sensor-gestützten Expertensystems zur teilflächenspezifischen gekoppelten N-Düngungs- und Bewässerungssteuerung im Freilandgemüsebau. Der spezifische N-Bedarf soll auf Basis eines Verbundes aus Stützpunkten des Nmin-Systems sowie N-Mineralisierungsraten aus der Boden spezifischen C-N-Dynamik geschätzt wer-den. Die Einbindung des C-N Modells CANDY wird die Nmin- und C-Dynamik des Bodens im Vergleich zu gegenwärtigen Systemen besser abbilden. Die Bestandes-entwicklung und der N-Bedarf der Modellkultur Spinat soll über spektrale Absorption bzw. Emission mit Hilfe des ISARIA-Sensors gemessen werden. Der Bewässerungsbedarf wird durch die Verbindung von Wasserbilanzierung mit der Geisenheimer Steuerung, Bodensaugspannungsmessung, spektraler Vegetationsindices und neuronalen Netzen abgeleitet. Die wissenschaftliche Prüfung des modellierten Wasserbedarfs erfolgt mit Hilfe der Messung der aktuellen Evapotranspiration und des modellierten N Bedarfs anhand Nmin Proben. Informationen der Bodencharakteristik, der C-N-Dynamik, der Bestandesentwicklung und des Bewässerungsbedarfs sollen durch intelligente Regelsysteme verbunden und für Entscheidungen der Anwender als browserbasierte Webanwendung visualisiert werden. So werden auch Bewässerungs- und N-Düngungskarten für Teilflächen auf Grundlage räumlich hoch aufgelöster, sensorbasierter Bodenkartierung erstellt. Die Webanwendung integriert In-formationen georeferenzierter Daten, um teilflächenspezifische Handlungsempfehlungen ausgeben zu können.

Teilprojekt 2

Das Projekt "Teilprojekt 2" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Leibniz-Institut für Gemüse- und Zierpflanzenbau Großbeeren e.V. durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines georeferenzierten Sensor-gestützten Expertensystems zur teilflächenspezifischen gekoppelten N-Düngungs- und Bewässerungssteuerung im Freilandgemüsebau. Der spezifische N-Bedarf soll auf Basis eines Verbundes aus Stützpunkten des Nmin-Systems sowie N-Mineralisierungsraten aus der Boden spezifischen C-N-Dynamik geschätzt wer-den. Die Einbindung des C-N Modells CANDY wird die Nmin- und C-Dynamik des Bodens im Vergleich zu gegenwärtigen Systemen besser abbilden. Die Bestandes-entwicklung und der N-Bedarf der Modellkultur Spinat soll über spektrale Absorption bzw. Emission mit Hilfe des ISARIA-Sensors gemessen werden. Der Bewässerungsbedarf wird durch die Verbindung von Wasserbilanzierung mit der Geisenheimer Steuerung, Bodensaugspannungsmessung, spektraler Vegetationsindices und neuronalen Netzen abgeleitet. Die wissenschaftliche Prüfung des modellierten Wasserbedarfs erfolgt mit Hilfe der Messung der aktuellen Evapotranspiration und des modellierten N Bedarfs anhand Nmin Proben. Informationen der Bodencharakteristik, der C-N-Dynamik, der Bestandesentwicklung und des Bewässerungsbedarfs sollen durch intelligente Regelsysteme verbunden und für Entscheidungen der Anwender als browserbasierte Webanwendung visualisiert werden. So werden auch Bewässerungs- und N-Düngungskarten für Teilflächen auf Grundlage räumlich hoch aufgelöster, sensorbasierter Bodenkartierung erstellt. Die Webanwendung integriert In-formationen georeferenzierter Daten, um teilflächenspezifische Handlungsempfehlungen ausgeben zu können.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum - Rheinpfalz durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines georeferenzierten Sensor-gestützten Expertensystems zur teilflächenspezifischen gekoppelten N-Düngungs- und Bewässerungssteuerung im Freilandgemüsebau. Der spezifische N-Bedarf soll auf Basis eines Verbundes aus Stützpunkten des Nmin-Systems sowie N-Mineralisierungsraten aus der Boden spezifischen C-N-Dynamik geschätzt wer-den. Die Einbindung des C-N Modells CANDY wird die Nmin- und C-Dynamik des Bodens im Vergleich zu gegenwärtigen Systemen besser abbilden. Die Bestandes-entwicklung und der N-Bedarf der Modellkultur Spinat soll über spektrale Absorption bzw. Emission mit Hilfe des ISARIA-Sensors gemessen werden. Der Bewässerungsbedarf wird durch die Verbindung von Wasserbilanzierung mit der Geisenheimer Steuerung, Bodensaugspannungsmessung, spektraler Vegetationsindices und neuronalen Netzen abgeleitet. Die wissenschaftliche Prüfung des modellierten Wasserbedarfs erfolgt mit Hilfe der Messung der aktuellen Evapotranspiration und des modellierten N Bedarfs anhand Nmin Proben. Informationen der Bodencharakteristik, der C-N-Dynamik, der Bestandesentwicklung und des Bewässerungsbedarfs sollen durch intelligente Regelsysteme verbunden und für Entscheidungen der Anwender als browserbasierte Webanwendung visualisiert werden. So werden auch Bewässerungs- und N-Düngungskarten für Teilflächen auf Grundlage räumlich hoch aufgelöster, sensorbasierter Bodenkartierung erstellt. Die Webanwendung integriert In-formationen georeferenzierter Daten, um teilflächenspezifische Handlungsempfehlungen ausgeben zu können.

Teilprojekt 4

Das Projekt "Teilprojekt 4" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von GID GeoInformationsDienst GmbH durchgeführt. Ziel des Projektes ist die Entwicklung eines georeferenzierten Sensor-gestützten Expertensystems zur teilflächenspezifischen gekoppelten N-Düngungs- und Bewässerungssteuerung im Freilandgemüsebau. Der spezifische N-Bedarf soll auf Basis eines Verbundes aus Stützpunkten des Nmin-Systems sowie N-Mineralisierungsraten aus der Boden spezifischen C-N-Dynamik geschätzt wer-den. Die Einbindung des C-N Modells CANDY wird die Nmin- und C-Dynamik des Bodens im Vergleich zu gegenwärtigen Systemen besser abbilden. Die Bestandes-entwicklung und der N-Bedarf der Modellkultur Spinat soll über spektrale Absorption bzw. Emission mit Hilfe des ISARIA-Sensors gemessen werden. Der Bewässerungsbedarf wird durch die Verbindung von Wasserbilanzierung mit der Geisenheimer Steuerung, Bodensaugspannungsmessung, spektraler Vegetationsindices und neuronalen Netzen abgeleitet. Die wissenschaftliche Prüfung des modellierten Wasserbedarfs erfolgt mit Hilfe der Messung der aktuellen Evapotranspiration und des modellierten N Bedarfs anhand Nmin Proben. Informationen der Bodencharakteristik, der C-N-Dynamik, der Bestandesentwicklung und des Bewässerungsbedarfs sollen durch intelligente Regelsysteme verbunden und für Entscheidungen der Anwender als browserbasierte Webanwendung visualisiert werden. So werden auch Bewässerungs- und N-Düngungskarten für Teilflächen auf Grundlage räumlich hoch aufgelöster, sensorbasierter Bodenkartierung erstellt. Die Webanwendung integriert In-formationen georeferenzierter Daten, um teilflächenspezifische Handlungsempfehlungen ausgeben zu können.

Teilprojekt 1

Das Projekt "Teilprojekt 1" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Hochschule Koblenz, Fachbereich bauen - kunst - werkstoffe, Fachrichtung Bauingenieurwesen - Siedlungswasserwirtschaft und Wasserbau durchgeführt. Starkregen bzw. hieraus resultierende Sturzfluten haben in den letzten Jahren vermehrt zu weitreichenden Schäden an technischen und sozialen Infrastrukturen geführt. Bei solchen Extremereignissen müssen die Wassermengen möglichst schadlos durch die urbane Bebauung abgeleitet werden. Gemeinsam mit fünf Pilotkommunen, die bereits von Starkregen betroffen waren, entwickelt das dreijährige Verbundprojekt Urban Flood Resilience - Smart Tool FloReST innovative, technologiebasierte Lösungen, die klassische und KI-Ansätze zur belastungsunabhängigen und -abhängigen Ausweisung von Notabflusswegen verfolgen. Ein intelligenter, dialog-orientierter Weg zur nachhaltigen Umsetzung von Hochwasservorsorgemaßnahmen in urbanen Räumen wird durch einen begleitenden Wissenstransfer eingeschlagen. So wird ein robotergestütztes System mit integrierter Positionierungs- und Mess-Sensorik entwickelt, KI-Technologie ersetzt den aufwändigen Einsatz hydraulisch-numerischer Modelle zum lokalen Nachweis von Notabflusswegen durch Machine-Learning-Verfahren, Hochwasservorsorgemaßnahmen werden durch den Einsatz von UAV-Drohnentechnik und Dotierversuchen zur experimentellen Ausweisung belastungsabhängiger Notabflusswege zielgenau umgesetzt und die Infrastruktur zur digitalen Daten- und Methodenbereitstellung in Form eines Geo-Data-Warehouse und einer Smart App wird entwickelt. Alle Smart Tools werden in einer vernetzten Risikokommunikation mit den Pilotkommunen und Betroffenen in einem Fünf-Phasen-Modell der Partizipation überprüft und getestet. Alle Smart Tools haben eine hohe Anwendungsorientierung, die durch Tests in Pilotkommunen und Austausch im Projektbeirat verifiziert wird.

Teilprojekt 3

Das Projekt "Teilprojekt 3" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von disy Informationssysteme GmbH durchgeführt. Starkregen bzw. hieraus resultierende Sturzfluten haben in den letzten Jahren vermehrt zu weitreichenden Schäden an technischen und sozialen Infrastrukturen geführt. Bei solchen Extremereignissen müssen die Wassermengen möglichst schadlos durch die urbane Bebauung abgeleitet werden. Gemeinsam mit fünf Pilotkommunen, die bereits von Starkregen betroffen waren, entwickelt das dreijährige Verbundprojekt Urban Flood Resilience - Smart Tool FloReSt innovative, technologiebasierte Lösungen, die klassische und KI-Ansätze zur belastungsunabhängigen und -abhängigen Ausweisung von Notabflusswegen verfolgen. Ein intelligenter, dialog-orientierter Weg zur nachhaltigen Umsetzung von Hochwasservorsorgemaßnahmen in urbanen Räumen wird durch einen begleitenden Wissenstransfer eingeschlagen. So wird ein robotergestütztes System mit integrierter Positionierungs- und Mess-Sensorik entwickelt, KI-Technologie ersetzt den aufwändigen Einsatz hydraulisch-numerischer Modelle zum lokalen Nachweis von Notabflusswegen durch Machine-Learning-Verfahren, Hochwasservorsorgemaßnahmen werden durch den Einsatz von UAV-Drohnentechnik und Dotierversuchen zur experimentellen Ausweisung belastungsabhängiger Notabflusswege zielgenau umgesetzt und die Infrastruktur zur digitalen Daten- und Methodenbereitstellung in Form eines Geo-Data-Warehouse und einer Smart App wird entwickelt. Alle Smart Tools werden in einer vernetzten Risikokommunikation mit den Pilotkommunen und Betroffenen in einem Fünf-Phasen-Modell der Partizipation überprüft und getestet. Alle Smart Tools haben eine hohe Anwendungsorientierung, die durch Tests in Pilotkommunen und Austausch im Projektbeirat verifiziert wird. Hauptziel des vorliegenden Teilprojekts sind Entwurf, prototypische Entwicklung, Demonstration und Test des Geo Data Warehouse als zentraler Datenplattform zwischen Teilprojekten, Datenbereitstellern, Anwendern und Bürgern sowie allgemein die Unterstützung der geoinformatischen Aufgaben im Gesamtvorhaben.

Teilprojekt 5

Das Projekt "Teilprojekt 5" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Ingenieurgesellschaft Dr. Siekmann & Partner mbH durchgeführt. Starkregen bzw. hieraus resultierende Sturzfluten haben in den letzten Jahren vermehrt zu weitreichenden Schäden an technischen und sozialen Infrastrukturen geführt. Bei solchen Extremereignissen müssen die Wassermengen möglichst schadlos durch die urbane Bebauung abgeleitet werden. Gemeinsam mit fünf Pilotkommunen, die bereits von Starkregen betroffen waren, entwickelt das dreijährige Verbundprojekt Urban Flood Resilience - Smart Tool FloReSt innovative, technologiebasierte Lösungen, die klassische und KI-Ansätze zur belastungsunabhängigen und -abhängigen Ausweisung von Notabflusswegen verfolgen. Ein intelligenter, dialog-orientierter Weg zur nachhaltigen Umsetzung von Hochwasservorsorgemaßnahmen in urbanen Räumen wird durch einen begleitenden Wissenstransfer eingeschlagen. So wird ein robotergestütztes System mit integrierter Positionierungs- und Mess-Sensorik entwickelt, KI-Technologie ersetzt den aufwändigen Einsatz hydraulisch-numerischer Modelle zum lokalen Nachweis von Notabflusswegen durch Machine-Learning-Verfahren, Hochwasservorsorgemaßnahmen werden durch den Einsatz von UAV-Drohnentechnik und Dotierversuchen zur experimentellen Ausweisung belastungsabhängiger Notabflusswege zielgenau umgesetzt und die Infrastruktur zur digitalen Daten- und Methodenbereitstellung in Form eines Geo-Data-Warehouse und einer Smart App wird entwickelt. Alle Smart Tools werden in einer vernetzten Risikokommunikation mit den Pilotkommunen und Betroffenen in einem Fünf-Phasen-Modell der Partizipation überprüft und getestet. Alle Smart Tools haben eine hohe Anwendungsorientierung, die durch Tests in Pilotkommunen und Austausch im Projektbeirat verifiziert wird.

Teilprojekt 1: Grundstein für das Klimamodell der Exascale Generation preWarmWorld-GKEG

Das Projekt "Teilprojekt 1: Grundstein für das Klimamodell der Exascale Generation preWarmWorld-GKEG" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Max-Planck-Institut für Meteorologie durchgeführt. Im Vorhaben WarmWorld soll - aufbauend auf der führenden Rolle und Expertise der deutschen Klimaforschung und den signifikanten Investitionen der EU in neue Technologien - ein innovatives System zur Erstellung von Klimaprojektionen geschaffen werden. Zentrale Komponente dieses Systems ist das ICON Modell, welches vom MPI-M und dem DWD entwickelt wurde. Das Modell kann auf einem globalen feinem Netz von 2 km gerechnet werden und ermöglicht es dadurch, im Gegensatz zu heutigen Modellen, physikalische Prozesse direkt zu berechnen, anstatt sie, wie bisher, aus empirischen Annahmen abzuschätzen. Der ICON Code ist über viele Jahre gewachsen, inzwischen sehr umfangreich und bereits auf vielen HPC-Systemen im Einsatz. Um die nächste Rechnergeneration effizient nutzen zu können und den in WarmWorld geplanten Sprung zu einer neuen Qualität der Modelle zu erreichen, erzwingen die aktuellen Entwicklungen im HPC-Sektor neue Ansätze und Programmiermethoden. Hier zeigt sich ein grundsätzliches Problem der computergestützten Klimaforschung. Die notwendigen und anspruchsvollen Arbeiten am Code sind aus Sicht der Klimaforschung eher technischer Natur. Sie werden idealerweise definiert und begonnen, bevor mit der wissenschaftlichen Arbeit am und mit dem Code begonnen wird. Die aktuellen Entwickler können das notwendige 'redesign' großer Teile des Codes parallel zu Ihren wissenschaftlichen und operationellen Aufgaben nicht leisten. Der Zeit- und Publikationsdruck sorgt dafür, dass die technische Umsetzung den wissenschaftlichen Anforderungen hinterherläuft; dadurch sinken Qualität und Benutzbarkeit des Codes. Zudem ist die softwaretechnische Code-Entwicklung unzureichend und seit Jahren die notwendige technische Entwicklung unterproportional mit Ressourcen ausgestattet, da die Bedeutung und Komplexität der Entwicklung performanter, hochskalierbarer Software lange unterschätzt wurde. Diese Tatsachen sollen in dem hier beantragten Vorprojekt preWarmWorld adressiert werden.

Teilvorhaben: Erstellung EMS und Anwendung Gebäudeparkmodell GPM

Das Projekt "Teilvorhaben: Erstellung EMS und Anwendung Gebäudeparkmodell GPM" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Energy Systems Analysis Associates - ESA2 GmbH durchgeführt. Ziel des Vorhabens ist es, die Ergebnisse unterschiedlicher Modellansätze zum Markthochlauf und Einfluss neuer Stromanwendungen auf die Versorgungssicherheit zu vergleichen. Dabei fokussiert das Modellexperiment auf die Bereiche Elektromobilität und Wärmepumpen in Wohngebäuden, für die im Konsortium verschiedene, detaillierte Modelle mit spezifischem Analysefokus zur Anwendung kommen. Der Verbund umfasst Modelle zur Abbildung von Stromanwendungen, als auch Strommarktmodelle, welche durch Kopplung bestehende Interdependenzen berücksichtigen. Das Modellexperiment verläuft dreistufig. In der ersten Stufe werden alle Modelle mit jeweils gleichem Analysefokus direkt miteinander verglichen (z. B. alle Modelle zur Analyse des Verkehrssektors inkl. Entwicklung der Elektromobilität). In der zweiten Stufe werden alle Modelle des Verbundes zu einem Energie-Modelle-System (EMS) gekoppelt und relevante Parameter bzw. Ergebnisse zwischen den Modellgruppen ausgetauscht. In der dritten Stufe werden mehrere Iterationsschleifen mit dem EMS durchlaufen, um die Änderung der Ergebnisqualität zwischen den einzelnen Iterationsschritten beurteilen zu können.

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