Überwachung der Einhaltung der Wassernutzung durch Satellitendaten
Der Klimawandel führt zu Störungen im Wasserkreislauf. Gleichzeitig stellt die steigende Nachfrage in der Landwirtschaft und anderen Sektoren eine enorme Belastung für diese kritische Ressource dar. Eine sorgfältige Überwachung und Bewirtschaftung war noch nie so wichtig wie heute, insbesondere in Regionen mit Wasserknappheit. Das Instrument aus dem EU-finanzierten Projekt WaterSENSE(öffnet in neuem Fenster) ist eine Hilfe für das Wassermanagement, indem Erdbeobachtungsdaten mit hydrologischen Modellen und lokalen Daten kombiniert werden. Auf diese Weise wollte das Projektteam eine genauere Kartierung der Wasserverfügbarkeit bereitstellen und die Einhaltung der wasserrechtlichen Vorschriften sicherstellen.
Wasserverbrauch und Einhaltung der Vorschriften
„Ein Hauptaugenmerk des Projekts lag auf Australien“, erklärt WaterSENSE-Projektleiter Steven Wonink von eLEAF(öffnet in neuem Fenster) in den Niederlanden. „Der Grund dafür ist, dass das Land mit großen Herausforderungen durch die Dürre zu kämpfen hat und auch in der Politik sehr fortschrittlich ist.“ Wonink weist darauf hin, dass der Bundesstaat New South Wales (NSW) – ein Staat, der 20-mal größer ist als sein Heimatland Niederlande – Rechtsvorschriften hat, die landwirtschaftliche Betriebe und andere Wassernutzer zum Kauf von Lizenzen verpflichten. In denen ist die Wassermenge festgelegt, die sie entnehmen dürfen. „Die Herausforderung besteht darin, dass es unglaublich schwierig ist, diese Rechtsvorschriften in einem so großen Gebiet durchzusetzen“, sagt er. „Es ist schwer nachzuvollziehen, wer das Wasser nutzt, ob dies legal ist und wer welche Genehmigung besitzt.“
Anwendung von Erdbeobachtungs- und Modellierungsdaten
Zu diesem Zweck wurde ein Instrument zur Überwachung der Einhaltung der Vorschriften entwickelt, das auf Erdbeobachtungsdaten von Copernicus-Satelliten(öffnet in neuem Fenster), In-situ-Messungen und fortschrittliche hydrologische Modelle beruht. „Obwohl die KI nicht im Mittelpunkt dieses Projekts stand, haben wir festgestellt, dass die KI mit der Entwicklung der Technologie immer mehr in den Mittelpunkt rückt“, fügt Wonink hinzu. „Wir haben sie zum Beispiel für die Datenverarbeitung eingesetzt, um Wolken zu erkennen und zu maskieren.“ Das Instrument wurde im australischen Murray-Darling-Becken – einem bedeutenden landwirtschaftlichen Gebiet – erprobt. Dabei zeigte sich, dass die auf einzelne Felder aufgebrachte Wassermenge abgeschätzt werden kann. Der Abgleich von Erdbeobachtungs- und Modellierungsdaten mit Daten zur Einhaltung von Vorschriften war jedoch sehr komplex. Daher arbeitete das Team mit einem Demonstrationspartner zusammen, dem NSW Department of Climate Change, Energy, the Environment and Water. Sie bauten eine Datenbank der Lizenznutzer und -inhaber – die nicht immer übereinstimmen – auf und integrierten sie mit den Daten zur Wassernutzung. Das Projektteam konzentrierte sich auch auf die Messung von Umweltströmen, um den Behörden zu helfen, zu verstehen, wie viel Wasser für die Erhaltung eines natürlichen Ökosystems benötigt wird. Die Projektpartner haben auch die Entwicklung spezifischer Dienstleistungen für Baumwollbetriebe in Erwägung gezogen.
Bessere Wassernutzung in der Baumwollindustrie
Nach der erfolgreichen Validierung des Konzepts in Australien setzt das Projektteam das Projekt als Konsortium fort, um die Kommerzialisierung voranzutreiben. Ziel ist es, das Instrumentarium zu erweitern und zu verbessern und stärker an die spezifischen Bedürfnisse der Nutzenden anzupassen. „Die Arbeit von WaterSENSE wird in einem neuen EU-finanzierten Projekt namens REINFORM fortgesetzt“, sagt Wonink. „In diesem Projekt konzentrieren wir uns speziell auf die bessere Wassernutzung in der Baumwollindustrie. Unser Ziel als Konsortium ist es, eine breite Palette von Dienstleistungen anbieten zu können. Diese Technologie kann überall auf der Welt eingesetzt werden.“ Wonink ist davon überzeugt, dass die Datenanalysefunktionen mittels KI auch in Zukunft genutzt und an Bedeutung gewinnen werden. „Bei WaterSENSE haben wir gesehen, dass ein einzelner Ansatz kein vollständiges Bild liefert“, stellt er fest. „Es gibt mehrere Möglichkeiten, den Wasserverbrauch zu schätzen. KI kann die Datenqualität und -genauigkeit verbessern, insbesondere wenn es um die Analyse von Unsicherheiten geht.“
