Cube4EnvSecv: Verknüpfte Schiffssensoren in der Föderation

Mitte April ging das Forschungsschiff „Sanna“ auf Erkundungsfahrt und erforschte die  Unterwasserlandschaft Grönlands, wobei es mit der Datenwürfel-Föderation „EarthServer“ verbunden war. Weltweit konnten Mitglieder der Föderation währenddessen diese ozeanographischen Tiefenmessungen in Echtzeit nutzen. Darüber hinaus standen den Wissenschaftlern an Bord auch noch die Petabyte-Datenbestände der gesamten Föderation, zur Analyse und Datenfusion zur Verfügung.

Sanna ist ein hochmodernes Forschungsschiff, das vom Grönland Institut für Natürliche Ressourcen (GINR) in Nuuk betrieben wird. Im Rahmen des Projekts Cube4EnvSec demonstrierten GINR und die Constructor Universität das Potenzial nahtlos vernetzter Dienste in einer Datenwürfel-Föderation an Bord eines Schiffes auf hoher See. Dies schloss auch die vollständig automatisierten Prozesse der Datenhomogenisierung in Echtzeit und die interkontinentale Datenfusion ein.

Das Projekt Cube4EnvSec wird von der Nato im Rahmen ihres Programms (Science for Peace and Security (Wissenschaft für Frieden und Sicherheit) gefördert. Es hat zum Ziel, den Mehrwert föderierter, KI-gestützter Datenwürfel-Dienste für die gemeinsame Nutzung von massiven Erddaten auf globaler Ebene zu zeigen.

„Wir sammeln routinemäßig Daten aus weltweiten Datenquellen in Datenwürfeln.  Sie glauben gar nicht, wie heterogen die Daten sind und wie sehr der Grad der Vollständigkeit und Konformität der Metadaten variiert“, erklärt Prof. Dr. Peter Baumann, Koordinator von Cube4EnvSec. „Hauptaufgabe unserer rasdaman Datenwürfel-Technologie ist es, alle technischen Details quasi „hinter den Vorhang“ zu schieben. Dabei wollen wir unseren Anwendern jede Unterstützung geben, z.B. mit Datenwürfel-Chatbots, so dass Experten an Produktivität gewinnen und Nicht-Experten auf Anhieb Zugang erhalten.“

Die Meere und Fjorde um Grönland und ihrer Anrainerstaaten sind von entscheidender wirtschaftlicher und ökologischer Bedeutung. Die Fischerei, insbesondere der Fang von Garnelen und Schwarzem Heilbutt, ist der wichtigste Wirtschaftszweig Grönlands, und die unterseeischen Hänge und Canyons sind Hotspots für die zum Teil empfindliche maritime Artenvielfalt. Das Terrain unter der Meeresoberfläche ist von kritischer Bedeutung, jedoch bleibt die Integration hochdynamischer Meeresdaten in leistungsfähige maritime Datendienste eine Herausforderung.

Auch bei der allgemeinen Schiffsnavigation können solche maritimen Daten mit Umweltdaten wie Meeresbodeneigenschaften, Wassertemperatur, Strömungen, Wellen und Eisbedingungen kombiniert werden und bieten der Schifffahrt wertvolle Unterstützung. Für die Wissenschaft und die Fischerei müssen weitere relevante Parameter wie Planktonblüten, Meeresoberflächentemperatur usw. in ihrer aktuellen Version aus verschiedenen und unterschiedlichen Quellen integriert sein und einfließen.

In Cube4EnvSec arbeitet das Projektteam bestehend aus der Constructor Universität , Tel Aviv Universität, GINR und Istanbul Aydin Universität in einem Datenwürfelverbund, der EarthServer Föderation,  die aus 3D x/y/t und 4D x/y/z/t Datenwürfeln mit Vorhersage-, Nowcast- und historischen Daten besteht, die automatisch aus einer Vielzahl von Quellen aktualisiert werden.

Zu den angebotenen Datenwürfeln gehören Radar und optische Satellitendaten, abgeleitete Produkte für die Umweltüberwachung und die Flugsicherheit (z. B. Wind, Wolken und Vulkanasche), konsolidierte Beobachtungen zu globalen Blitzereignissen und mehr. Diese Daten werden u. a. mit EarthServer und EO-Cube, dem IEEE GRSS Earth Datacube Service in den USA, zusammengeführt.

Das GINR kooperiert mit dem internationalen Netzwerk des Arctic Pilot zusammen, zu dem in Kürze weitere Datenwürfel hinzukommen sollen. „Speziell für Grönland ist es wichtig, Geländemerkmale wie Neigung, Aspekt und Zerklüftung zur Verfügung zu haben, um sie mit einer Vielzahl anderer Daten kombinieren zu können“, sagte Karl Zinglersen, Leiter der Abteilung Umwelt am GINR.

Bis heute ist das Forschungsschiff „Sanna“ in den Fjorden und küstennahen Gewässern Ostgrönlands in der Dänemarkstraße unterwegs. Die Meereswissenschaftler an Bord untersuchen auch die Eigenschaften des blauen Kohlenstoffs im Ozean sowie die Gesundheit der Biomasse und die Verschmutzung der Meere, um die Auswirkungen des Klimawandels und der industriellen Umwelt zu bewerten. Ihre Probenahmen stützen sich auf Informationen von Satelliten, In-situ-Daten, KI-Modelle und räumlich-zeitliche Analysefähigkeiten, die in Zukunft über die rasdaman Datenwürfel Dienste standardkonform angeboten werden.

Weitere Informationen: www.rasdaman.com