Auf dieser Seite wird nur ein grober Überblick über das Projekt gegeben. Einen ausführlichen Artikel, der sich tiefer mit den Trainingsdaten und den Aufbau des neuronalen Netzes beschäftigt finden sie im VDV-Magazin (03/23 - Wie eine Maschine Versiegelungskarten erstellt ). Eine Karte mit den versiegelten Flächen des Kreises finden sie am Ende der Seite.
Ein Überblick über die versiegelten Flächen ist für die Kommunalverwaltungen vor dem Hintergrund der klimatischen Entwicklung von großer Bedeutung. Hieraus lassen sich etwa Maßnahmen zur Vermeidung von städtischen Wärmeinseln oder Entwässerungsproblemen ableiten. Daher hat der Kreis Recklinghausen zusammen mit der Westfälischen Hochschule eine Software entwickelt, die mithilfe von künstlicher Intelligenz eine Versiegelungskarte aus Fernerkundungsdaten erstellt.
In der Vergangenheit wurden die Versiegelungsflächen anhand von Bildauswertung manuell erfasst, welches sehr zeit- und kostenintensiv ist. Über die Zeit hat sich die Qualität der zugrundeliegenden Bilddaten verbessert und auch die Sensorik wurde erweitert. So finden jährliche Befliegungen statt, bei denen Luftbilder mit einer Bodenauflösung von 10 cm aufgenommen werden. Neben den normalen Luftaufnahmen (RGB-Bilder) werden auch Spektralbereiche wie Nah-Infrarot erfasst. Daher bietet sich an das Identifizieren der versiegelten Flächen mittels KI-basierten Systemen durchzuführen.
Das neuronale Netz zur automatischen Erkennung muss zuerst trainiert werden. Dazu wird ein Trainingsdatensatz gebildet, in dem jede Eingabe zu ihrer Soll-Ausgabe zugeordnet wird. In dem Projekt bedeutet dies, für verschiedene Gebiete werden die Luftbilder zusammen mit den Infrarotwerten als Eingabe betrachtet und vorgegeben welche versiegelten Flächen dort vorhanden sind. Hier spielen die manuell erfassten und gepflegten Versiegelungsdaten des Emschergenossenschaft Lippeverband (EGLV) der vergangenen Jahre eine große Rolle. Ausgehend von den Trainingsdaten lernt das neuronale Netz selbständig welche Pixel und Infrarotwerte eine versiegelte Fläche repräsentieren und welche nicht.
Die fertige Software steht hier als Open-Source Produkt zur Verfügung. Über die Konfigurationsdatei kann ein beliebiges Gebiet angegeben werden, welches betrachtet werden soll. Außerdem muss ein WMS-Dienst übergeben werden der die RGB- und Infrarotbilder bereitstellt. Falls die Versiegelungsergebnisse nach bestimmten Geometrien (z.B. Flurstücke) aggregiert werden sollen, kann dies über eine entsprechende SHP-Datei erfolgen.
Durch das Projektes ist es möglich die versiegelten Flächen auf Fernerkundungsdaten in kurzer Zeit und guter Qualität zu erkennen. Perspektivisch kann eine Weiterentwicklung erfolgen, indem weitere Daten (Oberflächenmodell o.ä.) hinzugenommen werden. Die ermittelten Ergebnisse können an verschiedenen Stellen genutzt werden, wie dem Kataster-, Stadtplanungs- und Umweltämtern. Über einen längeren Zeitraum kann es auch die Entwicklung von versiegelten Flächen aufzeigen. In einem anderen Projekt führt der Kreis Recklinghausen punktuelle Temperaturmessungen durch. So kann über eine Verknüpfung dieser Daten beispielsweise der Zusammenhang von Temperatur und versiegelten Flächen untersucht werden.