ETH misst Schneehöhe aus dem Weltraum
Die ETH Zürich hat ein Verfahren entwickelt, mit dem sie extrem genau bestimmen kann, wo, wann, wie lange und wie viel Schnee liegt. Dies ist nicht nur für den Wetterbericht wichtig – auch Lawinenforschung und Wasserkraftwerke profitieren davon.
Wo wird es schneien? Und wie viel? Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) können die Forschenden der ETH anhand von Satellitenbildern die Schneefallgrenze prognostizieren und die Schneehöhe bestimmen. Die Ergebnisse seien viel aktueller und präziser als diejenigen aus anderen Messungen.
Schneedaten aus dem All
Aktuell gibt es in der Schweiz rund 400 Stationen, mit denen die Schneemenge, respektive -höhe mittels Luftaufnahmen gemessen wird. Das ist eine relativ kleine Zahl und die Auflösung der Daten ist grob.Eine Fläche von 250x250 Meter entspricht im Messbild einem Pixel . So ist es gemäss ETH schwer, präzise Angaben zu Schneeverhältnissen machen zu können. Diese variieren oftmals innerhalb weniger Meter.
Quelle: ETHZ.ch
In der neuen Technologie wird eine KI mit Satellitenbildern der Europäischen Luftfahrtbehörde (ESA) gefüttert. Deren Sentinel-2-Satelliten nehmen alle fünf Tage jeden Ort der Erde auf. Diese Aufnahmen lösen mit 10x10 Metern pro Pixel auf und sind die derzeit detailliertesten Bilder, die frei verfügbar sind. Anhand dieser erkennt die KI, wo Schnee liegt.
Zusätzlich erhält der Algorithmus Daten zum jeweiligen Gelände – geografische Lage, Dauer und Frequenz der Sonneneinstrahlung, Neigungsgrad und so weiter. Durch die Kombination von Aufnahmen und räumlichen Daten kann die KI Schneehöhen an jedem beliebigen Punkt prognostizieren – auch dort, wo keine Messungen vorgenommen werden können. Auch die Veränderung der Schneefallgrenze kann wöchentlich vorausgesagt werden.
Während zweier Wintersaisons haben die Forschenden die KI getestet. Dabei haben sie die Prognosen mit manuellen Messungen verglichen. Aufgrund der Resultate haben sie das System angepasst, sodass Fehlprognosen weniger weit daneben liegen und weniger wurden. «Supervised learning» nennt sich diese Methode.
Was macht man mit diesen Daten?
Neben einem präzisen Schneebericht ermöglicht das Modell neue Möglichkeiten für den Wintertourismus. Aufgrund der Schneefallgrenze können Massnahmen für die Pisten geplant werden. Auch können die Verantwortlichen Prognosen treffen, wie gross der Besucherstrom sein könnte. Die Daten helfen auch bei der Einschätzung der Lawinengefahr und sind für Betreiber von Wasserkraftwerken von Belang.
Das System soll auch ausserhalb der Schweiz zur Anwendung kommen – etwa auf dem amerikanischen Kontinent oder im Himalaya-Gebirge.
Titelbild: Shutterstock
Seit ich herausgefunden habe, wie man bei der ISDN-Card beide Telefonkanäle für eine grössere Bandbreite aktivieren kann, bastle ich an digitalen Netzwerken herum. Seit ich sprechen kann, an analogen. Wahl-Winterthurer mit rotblauem Herzen.