Team: Smart Cities und Raumentwicklung
Das Team „Smart Cities und Raumentwicklung“ liefert mit Hilfe der Erdbeobachtung gezielt Daten, Informationsprodukte und technische Lösungen zur Unterstützung einer nachhaltigen Siedlungsentwicklung und Bewertung der diesbezüglichen Umwelt- und Standortbedingungen.
Der Schwerpunkt der Forschungsarbeiten liegt dabei auf der Entwicklung operationeller Werkzeuge zur Bereitstellung neuartiger Daten- und Bewertungsgrundlagen für die Bereiche „Globale Urbanisierung“, „Smarte Städte“ und „Nachhaltige Raumentwicklung“. Die entsprechenden Systemlösungen zielen auf eine automatisierte Informationsgewinnung aus umfangreichen und heterogenen Datenbeständen ab (Big Earth Data). Dazu kommen Verfahren der Künstlichen Intelligenz (Maschinelles Lernen) und des verteilten Rechnens in Computer-Clustern zum Einsatz (High Performance Processing and Data Analytics). Ergänzt werden diese durch moderne Informations- und Kommunikationstechnologien, die eine weitestgehend autonome Steuerung von Datenzugriff, -verwaltung und -verarbeitung ermöglichen (Automatisierung).
Die entwickelten Techniken und Geoinformationsprodukte finden Eingang in Forschung, Planung, Privatwirtschaft und Politik. Dort dienen sie als Grundlage zum Dialog im Kontext Globaler Wandel und zur Umsetzung einer indikatorgestützten Umweltbeobachtung und evidenzbasierten Entscheidungsunterstützung. So werden die Daten des „Global Urban Footprint (GUF)“ oder das Analyseinstrument „Urban Thematic Exploitation Platform (U-TEP)“ jeweils bereits von mehr als 400 Institutionen genutzt. Zugleich konnten Technologien bzw. Informationsprodukte erfolgreich kommerziell lizensiert werden, darunter der „Global Urban Footprint“ Datensatz (Airbus DS Geo GmbH), das „TimeScan“ Verfahren (CloudEO AG) oder die „Green Roof Analytics“ Software (EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH).
Bewusste Siedlungsentwicklung braucht neue Daten und daraus abgeleitetes Wissen. Wissen über den Zustand und die Dynamik des urbanen Systems und insbesondere über seine Wechselwirkungen mit der umgebenden Natur- und Kulturlandschaft. In welchem Maße schädigen Städte die Umwelt, etwa durch „Flächenfraß“, Ressourcenverbrauch, Luft- und Wasserverschmutzung oder den Verlust an Biodiversität? Wie stark sind die Städte selbst durch Naturgefahren und durch den Klimawandel bedroht? Wie haben sich die Städte in der Vergangenheit entwickelt und wie geht es weiter?
Gegenwärtig wachsen die Städte insbesondere in Asien und Afrika in atemberaubendem Tempo. Innerhalb weniger Jahre wuchern Megastädte heran, es bilden sich ausgedehnte Stadtlandschaften und ganze Landstriche werden zersiedelt. Wie können die Chancen der Urbanisierung sinnvoll genutzt werden? Wie lassen sich die negativen Begleiterscheinungen des schnellen Wachstums mildern oder gar vermeiden? Das ist eine der zentralen gesellschaftlichen Herausforderung der kommenden Jahrzehnte. Denn die Zukunft ist städtisch: jenseits der großen Schlagzeilen zum Thema Wandel fand auf der Erde eine epochale Veränderung statt. Seit wenigen Jahren leben erstmals mehr Menschen in Städten als auf dem Land. Und der Trend der Urbanisierung setzt sich fort. Rund 7,5 Milliarden Menschen leben heute auf der Erde. Im Jahr 2050 sollen es bereits neun Milliarden sein. Siebzig Prozent davon werden dann in Städten wohnen. Städte werden künftig für neunzig Prozent des Bevölkerungswachstums, für achtzig Prozent des Wohlstandszuwachses sowie für etwa sechzig Prozent des Energieverbrauchs verantwortlich sein. Den urbanen Ballungsräumen kommt als politischen, wirtschaftlichen und kulturellen Zentren eine Schlüsselrolle zu. Hier entsteht Neues, hier wird die Zukunft vorgelebt. Hier wird entschieden, wie künftige Generationen leben und wirtschaften.
Die Fähigkeiten und Techniken des Teams „Smart Cities und Raumentwicklung“ zur Unterstützung einer nachhaltigen Siedlungs- und Raumentwicklung wurden und werden im Rahmen zahlreicher anwendungsorientierter Projekte eingesetzt und stetig weiterentwickelt. Datentechnisch beruhen die Systemlösungen und Informationsprodukte in der Regel auf einer Auswertung von Fernerkundungsaufnahmen - insbesondere der Sentinel- und Landsat-Missionen, aber auch Luftbild- und Drohnendaten-, die wiederum häufig durch zusätzliche Informationsebenen aus amtlicher Vermessung, Statistik oder freiwillig erhobenen geographischen Datenquellen ergänzt werden. Speziell vor dem Hintergrund der besonderen Anforderungen eines globalen Monitorings bzw. operationeller Geoinformationsdienste spielen bei der Verfahrensentwicklung und -bewertung neben den geo- und ingenieurwissenschaftlichen Gesichtspunkten stets auch praxisrelevante Aspekte wie Reproduzierbarkeit, Kosteneffizienz und Qualitätssicherung eine zentrale Rolle.
Das Team „Smart Cities und Raumentwicklung“ hat bislang an über 40 nationalen und internationalen Projekten mitgewirkt, mehr als 60 Beiträge in wissenschaftlichen Fachzeitschriften und Büchern veröffentlicht und seine Forschungsergebnisse auf rund 180 nationalen und internationalen Kongressen und Workshops vorgestellt. Die entsprechenden Aktivitäten werden im Sinne einer stark anwendungsorientierten Forschung in enger Kooperation mit Akteuren und Entscheidungsträgern aus Wissenschaft und Praxis umgesetzt. Zu den Nutzern und Partnern zählen unter anderem die Vereinten Nationen, Weltbank, Organisation für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (OECD), Auswärtiges Amt, Group on Earth Observation (GEO), Human Rights Watch, WWF, NASA, USGS, NOAA, Bill und Melinda Gates Foundation, Google, Facebook, sowie zahlreiche akademische Nutzer wie UC Berkeley, MIT, Stanford University, UCLA, oder Chinese Academy of Sciences.
Projekte Smart Cities und Raumentwicklung
- GDA-AID Fragility, Conflict and Security (e-geos) (ESA, 2022 – 2023)
- GDA-DR Disaster Resilience (ESA, 2022 – 2023)
- GTIF-AT – Green Transition Information Factory Demonstrator Austria (ESA, 2022 – 2023)
- GDA-AID Urban Sustainability (ESA, 2022 – 2023)
- EO4Energy – Use of Earth Observation for Sustainable Energy (ESA, 2022 – 2023)