city monitoring project featured by the University

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October 18, 2023

Our collaborative project with the institute of informatics, namely Marco Schmidt and Andreas Nüchter, got featured by the University press team.

Together we aim to collect very high resolution spatio-temporal data from bike-mounted sensor. Various sensors from multi-spectral cameras, to heat and sound sensors up to Lidar systems are mounted on a cargo bike and will collect city wide data on urban properties.

The project is a joint initiative of the informatic professors who deal with the hardware and sensors and the geography remote sensing professors on our side doing the environmental analysis and interpretation.

More details about this project can be read here (in german only):

“Deutschlands Bevölkerung lebt überwiegend in Städten, für die eine enge Bebauung und eine hohe Bevölkerungsdichte charakteristisch sind. Verkehrsprobleme und urbane Hitzeinseln sind häufig damit einhergehende Begleiterscheinungen. Dabei zeigt sich allerdings eine hohe Variabilität: So ist der urbane Hitzeinseleffekt zwar grundsätzlich in hoch verdichteten Innenstädten stärker ausgeprägt, aber auch dort mag ein kleiner Park mit viel Schatten und Belüftung zu einer lokal ganz anderen Umgebung beitragen. Diese kleinräumige Variabilität von Städten zu verstehen, ist allerdings sehr herausfordernd.

Einen neuen Lösungsansatz für dieses Problem erprobt jetzt ein Team von Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Mit einem Lastenrad, das mit verschiedenen Sensoren ausgestattet ist, wird das Team in den kommenden Monaten wichtige Umweltparameter in Würzburg kartieren und damit die Stadt und ihre Strukturen samt ihren Zusammenhängen und Veränderungen kleinräumig vermessen. Die besondere Aufmerksamkeit gilt dabei ökologischen oder sozialen Indikatoren.

Geographen und Informatiker arbeiten zusammen

Verantwortlich für das Pilotprojekt sind die Informatiker Marco Schmidt, Professor mit einem Schwerpunkt auf Sensoren und eingebettete Systeme für die Erdbeobachtung, sowie Andreas Nüchter, Inhaber des Lehrstuhls für Informatik XVII und Experte für Robotik, sowie Mitglieder des Erdbeobachtungsverbunds an der Universität Würzburg – des sogenannten Earth Observation Research Clusters: Tobias Ullmann, Professor für Geographische Fernerkundung, Professor Hannes Taubenböck, Inhaber des Lehrstuhls für Globale Urbanisierung und Fernerkundung, und Professor Stefan Dech, Inhaber des Lehrstuhls für Fernerkundung.

„Hochaufgelöste Aufnahmen der Würzburger Innenstadt zur Ableitung von Stadtstruktur und Vegetationsverteilung beziehungsweise deren Zustand sind hoch relevant für eine nachhaltige Stadtplanung und die Klimaanpassung” sagt Hannes Taubenböck. Dabei sei dieses Pilotprojekt nicht nur für bebaute Gebiete relevant, auch für die Untersuchung der städtischen Grünflächen könne dieser Ansatz genutzt werden. „Bäume und Vegetation sind besonders stark von den veränderten Klimabedingungen betroffen. Mittels der genutzten Sensorik können wir die räumliche Verteilung von Pflanzen und deren Zustand messen”, erklärt Tobias Ullmann.

Ein Lastenrad mit zahlreichen Sensoren

Gelingen soll dies mithilfe eines speziellen Lastenrads. Sein Einsatz hat den Vorteil, dass auch für Autos nicht zugängliche Orte wie der Ringpark befahren werden können. Zudem bietet die Messdatenerfassung mit einem Fahrrad eine höhere räumliche Auflösung, als es mit einem Satelliten oder einer Drohne möglich ist.

Im ersten Schritt hat Marco Schmidt gemeinsam mit Studierenden in der Vorlesung „Umweltbeobachtung“ des neu etablierten Bachelor-Studiengangs „Informatik und Nachhaltigkeit“ verschiedene Sensoren auf dem Lastenrad angebracht und getestet. „Ziel der Veranstaltung war es, den Studierenden an einem praktischen Projekt das Thema Umweltbeobachtung näher zu bringen“, sagt Schmidt.

Dabei ging es zum einen um die Vermittlung der technischen Grundlagen, also beispielsweise um die Frage, wie Sensoren mit Hilfe eines Microcontrollers auf dem Fahrrad angebracht werden können. Zum anderen wurde in der Vorlesung thematisiert, wie Sensordaten erhoben werden müssen, um die Umwelt charakterisieren zu können. Den Studierenden habe dabei besonders der praktische Teil der Arbeit gefallen, bei dem die Themen „Nachhaltigkeit“, „Umweltbeobachtung“ und „Informatik“ zusammengeführt wurden.”

https://www.uni-wuerzburg.de/aktuelles/einblick/single/news/die-vermessung-der-stadt-per-rad/

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