Geobasierte Modelle

14. Modellierungstag Rhein-Neckar

 1. Februar 2018 - 14:00 Uhr

 Mathematikon
Im Neuenheimer Feld 205
Konferenzraum 5. Etage
69120 Heidelberg

Konzept des Modellierungstags

Der Modellierungstag Rhein-Neckar eröffnet Praktikern und Wissenschaftlern die Gelegenheit, Innovationen zur Diskussion zu stellen, Gemeinsamkeiten und Unterschiede der verwendeten Modellierungsansätze herauszuarbeiten und den gegenseitigen Erfahrungsaustausch zu pflegen.

Der Modellierungstag Rhein-Neckar kann durch Sie aktiv mitgestaltet werden: Durch aktuelle Beiträge aus Ihrer Arbeit. Forschungs- und Praxisbeiträge sind gleichermaßen willkommen.

Die Veranstaltung wird von HGS MathComp, der InnovationLab GmbH und der BASF SE Ludwigshafen organisiert sowie von KoMSO, der IHK Rhein-Neckar, dem BMBF und der Industrie unterstützt.

Die Veranstaltung ist öffentlich. Der Eintritt ist frei. Um Anmeldung bis zum 28. Januar 2018 wird gebeten.

Thema: Geobasierte Modelle

Mathematische Modelle kommen in unserem Alltag in vielfältigen Varianten vor. Dabei spielt die Lokalisierung eine besonders wichtige Rolle: Ein abstraktes Modell wird konkretisiert, indem es mit lokalen Daten angereichert und so präzise für einen Kunden angepasst wird.

Die geografische Komponente ist vor allem in der modellgestützten Optimierung eine entscheidende Größe. Ein Beispiel mag dies verdeutlichen: Während die Fahrroutenoptimierung in nicht-geobasierten Modellen auf abstrakte Grundgrößen wie durchschnittliche Fahrtzeit von Ort zu Ort zurückgreifen muss, können in Modellen mit detaillierten geografischen Daten exakte Vorhersagen für die Fahrtdauer beim Einsatz unterschiedlicher Fahrzeuge der zur Verfügung stehenden Flotte errechnet und in die Planoptimierung eingespeist werden. Die Kopplung mit aktuellen Verkehrsdaten erlaubt sogar eine tagesabhängige Nachoptimierung und so eine noch bessere Anpassung der Fahrpläne an die realen Gegebenheiten.

Diese Verbesserungen können auch in vielen anderen Bereichen erreicht werden:

  • Modellierung der Ausbreitung von Infektionserkrankungen in Abhängigkeit von regionalem Klima und Wetter
  • Hochwasservorhersage auf Basis detaillierter Geländekarten
  • Planung von Funknetzwerken unter Berücksichtigung von Bebauungsplänen

Der Zusammenhang zu geografischen Daten ist so offensichtlich, dass die Anbindung geografischer Informationssysteme oft selbstverständlich erscheint. Auf dem Modellierungstag wollen wir uns mit dieser Facette der Modellbildung beschäftigen und auf Schwierigkeiten bei der Modellerstellung, Risiken in der Datengenerierung und Chancen im wirtschaftlichen Einsatz eingehen. Experten aus Wissenschaft, Forschung und Praxis geben dazu Einblicke in aktuelle Projekte und neue Entwicklungen.

Programm

14:00

Michael Winckler (IWR, Universität Heidelberg)

Begrüßung & Einführung

14:15

Bernhard Höfle (Geographisches Institut / HCE / IWR, Universität Heidelberg)

Geobasierte Methoden und Modelle der 3D-Geoinformatik: Beispiele aus der Geo-, Klima-, Agrar- und Umweltforschung

14:45

Sanam Vardag (Heidelberg Center for the Environment, Universität Heidelberg)

Geobasierte Daten in der Heidelberger Umweltforschung - von der Idee bis zum Modell

15:15

André Assmann (geomer GmbH)

Modellierung von Abflussprozessen. Anforderungen und Möglichkeiten

15:45

Kaffeepause

16:15

Till Bärnighausen (Heidelberg Institute for Public Health)

Geobasierte Modelle in der Global Health Forschung

16:45

Ottmar Gehring (Daimler AG, Stuttgart)

Enabling Fuel Efficiency Improvements for Heavy Duty Trucks using Applied Optimal Control

17:15

Hartmut Gündra (GeoNet.MRN)

Geoinformation als Teil innovativer Regionaldateninfrastrukturen

17:45

Abschlussdiskussion

18:00

Networking & Imbiss

Vorträge

Bernhard Höfle (Geographisches Institut / HCE / IWR, Universität Heidelberg)

Geobasierte Methoden und Modelle der 3D-Geoinformatik: Beispiele aus der Geo-, Klima-, Agrar- und Umweltforschung

Unsere Umwelt unterliegt jederzeit vielfältigen und komplexen Prozessen und Veränderungen, die sich räumlich und zeitlich differenziert in einem geographischen Kontext darstellen. Um diese besser verstehen, erfassen und vorhersagen zu können, wird detaillierte und aktuelle 3D-Geoinformation der Erdoberfläche benötigt. Die Geoinformatik und geographische Fernerkundung entwickeln hierfür neue Methoden zur dreidimensionalen Beobachtung und automatischen Analyse von 3D-Geodaten, die beispielsweise mit Laserscanning erfasst wurden. Unsere Ziele der geobasierten Methodenentwicklung sind 1) die Erkennung und Lokalisierung von relevanten geographischen Objekten im jeweiligen Anwendungskontext (z.B. Lokalisierung von Pflanzen), 2) die Quantifizierung der detektierten Veränderungen (z.B. Bestandeshöhe und Pflanzenwachstum) sowie 3) die verbesserte geographische Prozessmodellierung (z.B. Sonneneinstrahlung) durch hochgenaue 3D-Geodaten. Es werden neueste Forschungsergebnisse und praktische Anwendungsbeispiele von gesellschaftlich und wirtschaftlich bedeutsamen Mensch-Umwelt-Interaktionen - wie Naturgefahren, Landwirtschaft und Erneuerbare Energien - vorgestellt, die von Methoden der 3D-Geoinformatik wesentlich profitieren können.

 

Sanam Vardag (Heidelberg Center for the Environment, Universität Heidelberg)

Geobasierte Daten in der Heidelberger Umweltforschung- von der Idee bis zum Modell

Das Heidelberg Center for the Environment (HCE) bündelt die Kompetenzen der Umweltforschung der Universität Heidelberg in Sozial-, Kultur- und Naturwissenschaften. In allen diesen Wissenschaftsbereichen sind die gezielte Aufnahme, Aufbereitung und Interpretation von digitalen (Geo-)daten fundamental. Diese Daten stellen die Grundvoraussetzung dar, um von einer ersten Forschungsfrage zu gesicherten Erkenntnissen und Modellen zu gelangen. In diesem Beitrag wird ein fächerübergreifender Einblick in die HCE-Aktivitäten im Bereich „Geobasierter Daten und Modelle“ gegeben. Diese Aktivitäten reichen von nachhaltiger Stadtentwicklung bis zu atmosphärischen Transportprozessen.

 

André Assmann (geomer GmbH)

Modellierung von Abflussprozessen. Anforderungen und Möglichkeiten

Die Modellierung von Abflussprozessen wird in unterschiedlichem Zusammenhang eingesetzt, zur Erstellung von Gefahrenkarten für die Planung von Schutzmaßnahmen bis zur Grundlage für die Einsatzplanung im Katastrophenmanagement. Das Spannungsfeld reicht zwischen extrem schnell ablaufenden Starkregen bis zu den wochenlang anhaltenden Überflutungen an großen Flüssen. Neben den Modellen sind die verfügbaren Daten eine entscheidende Eingangsgröße.

 

Till Bärnighausen (Heidelberg Institute for Public Health)

Geobasierte Modelle in der Public Health Forschung

Geobasierte Modelle spielen in der globalen Gesundheitsforschung eine große Rolle, z.B. um Menschen in Gemeinden und in ihrer Nähe und Bewegung zu wichtigen Infrastrukturen, wie Kliniken und Schulen, einzuordnen. Einer der wichtigen "data frontiers" in der globalen Gesundheitsforschung entsteht durch das vermehrte Einsetzen von Sensoren in bevölkerungsbasierter Forschung, z.B. in großen Kohortenstudien oder national repräsentativen Querschnittsstudien. Hier ist insbesondere der Einsatz von Geopositionsdaten, die mit hoher Geschwindigkeit ermittelt werden, eine Chance, ganz neue Einsichten über Krankheitsursachen und Eingriffsmöglichkeiten zu gewinnen.

 

Ottmar Gehring (Daimler AG, Stuttgart)

Enabling Fuel Efficiency Improvements for Heavy Duty Trucks using Applied Optimal Control

Prädiktive Betriebsstrategien und Fahrfunktionen basierend auf digitalen Karten spielen eine zunehmend wichtigere Rolle in der Nutzfahrzeugbranche. Derzeit werden prädiktive Regelstrategien zur Senkung des Kraftstoffverbrauchs genutzt und bieten hierfür eine sehr kostengünstige Lösung. Die Präsentation stellt einen bereits im Markt befindlichen prädiktiven Geschwindigkeitstempomaten kombiniert mit einer Schaltstrategie vor und zeigt, wie dieser aus einem Optimalsteuerungsproblem abgeleitet und als heuristischer Algorithmus implementiert wurde. Darüber hinaus diskutiert der Vortrag zukünftige Herausforderungen für Optimalsteuerungs- und Optimierungsverfahren und leitet daraus Anforderungen an die mathematischen Methoden ab.

 

Hartmut Gündra (GeoNet.MRN)

Geoinformation als Teil innovativer Regionaldateninfrastrukturen

Im Zuge des digitalen Wandels erhalten auch Geoinformationen eine immer größere Bedeutung. Smart Mobility, Smart Energy, Smart City und Smart Data und viele andere Begriffe beinhalten Anwendungen, die Geoinformation zum Teil als zentralen Bestandteil beinhalten. Dahinter verbergen sich komplexe Konsumenten-, Unternehmens- und Verwaltungsprozesse und -Dienste, deren Mehrwert und Nutzen sich in aller Regel durch intelligente Verknüpfung unterschiedlicher Datenräume ergeben. Wie sehen solche Datenräume aus? Welche Anforderungen ergeben sich daraus an Technologien, Daten und Governance? Der Beitrag möchte ein Schlaglicht darauf werfen und am Beispiel aktueller Projekte zum „Experimentierfeld Digitaler Straßenraum“ und zum „Digitalen Erlebnisraum der Metropolregion Rhein-Neckar“ den Weg hin zu einer innovativen Regionaldateninfrastruktur aufzeigen.

Organisation

Wenn Sie mit einem Vortrag aus Ihrer Arbeit berichten wollen oder wenn Sie sonstige Themenvorschläge haben, dann wenden Sie sich bitte an einen Vertreter des Programmkomitees.

Allgemeine Organisation:

  Prof. Dr. D.W. Heermann (IWR, HGS MathComp),   C. Mittelstaedt (IWR),   Dr. M. Winckler (IWR, HGS MathComp)

Themenbetreuung Geobasierte Modelle:

  Dr. M. Winckler (IWR, HGS MathComp)

Industriekontakte:

Dr. A. Schreieck (BASF SE), Dr. T. Schenk (IHK Rhein-Neckar)

Hinweis

Wir weisen darauf hin, dass auf unseren Veranstaltungen fotografiert wird und diese Fotos auf unserer Webseite veröffentlicht werden.