03.06.2024 – Das Forschungskonsortium unter Leitung der Disy Informationssysteme hat das KI-Leuchtturmprojekt „Nitrat-Monitoring 4.0“ (NiMo 4.0) erfolgreich abgeschlossen. Beim 4. Vernetzungstreffen der BMUV-Förderinitiative im Juni stellt Disy vor, wie intelligente Systeme mit Künstlicher Intelligenz (KI) zur besseren Vorhersage der Nitratkonzentration im Grundwasser beitragen können. Das Verbundprojekt NiMo entwickelt Softwaresysteme, die KI-Verfahren mit traditionellen Methoden der Umweltinformatik kombinieren, um die räumliche Verteilung von Nitrat im Grundwasser präziser vorherzusagen. Im Projekt wurden die Anwendungsfälle Regionalisierung, Messwertüberwachung und Messnetzoptimierung betrachtet.
Bei der intelligenten Messwertüberwachung werden große Mengen von Messdaten mithilfe von Regressions- und Klassifikationsalgorithmen auf Abweichungen untersucht (Anomalieerkennung). Die Messnetzoptimierung zielt darauf ab, redundante Messstellen zu reduzieren und fehlende Standorte zu identifizieren. Dadurch können Kosten für Technik und Personal eingespart, aber auch Standorte für fehlende Messstellen identifiziert werden. Für diese Anwendungsfälle kamen verschiedene maschinelle Lernalgorithmen zum Einsatz, beispielsweise Random-Forest-Methoden, Deep Learning mit LSTM-Netzwerken sowie Methoden der Geostatistik und mathematischen Optimierung.
Neben den spezifischen Anwendungsfällen wurde ein methodisch-technisches Rahmenwerk geschaffen, um KI-Verfahren mit Technologien der Umweltinformatik im Bereich Wasser zu kombinieren. Das KI-Leuchtturmprojekt hat dafür verschiedene Beiträge zur Konzeption, Aufbau und ersten Erprobungen geliefert. Insbesondere wurde dadurch auch die technologische Grundlage für die Analyseerweiterung der Datenanalyse-Plattform disy Cadenza gelegt. Diese erweitert die Analysemöglichkeiten, indem sie unter anderem die Einbettung von wissenschaftlichen Diagrammen und Ergebnissen KI-basierter Algorithmen, wie der Klassifikation, Vorhersage oder Clustering in Dashboards, unterstützt. Dadurch können Anwendende auch ohne tiefgehende KI-Kenntnisse von erweiterten Analysemöglichkeiten profitieren.
Das BMUV lädt alle Projektdurchführenden der KI-Leuchttürme am 11.06.2024 zum vierten Vernetzungstreffen nach Berlin ein.
Die Förderinitiative „KI-Leuchttürme für Umwelt, Klima, Natur und Ressourcen“ des Bundesministeriums für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz (BMUV) wurde 2019 gestartet, um Projekte zu fördern, die Künstliche Intelligenz zur Bewältigung ökologischer Herausforderungen einsetzen.