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Einsatz Neuronaler Netzwerke in der Fernerkundung

Das Projekt "Einsatz Neuronaler Netzwerke in der Fernerkundung" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Geographisches Institut, GIUB durchgeführt. Ziel: Einsatz Neuronaler Netze zur Landnutzungsklassifikation , Fragestellung und Aufgabe: Moeglichkeiten zur Verbesserung bereits vorliegender Verfahren analysieren und bewerten. Hypothese: Deutliche Verbesserungen sind moeglich.

Gefaehrdungs- Wirkungsprognosen fuer Fliessgewaesser mit Hilfe von Neuronalen Netzen

Das Projekt "Gefaehrdungs- Wirkungsprognosen fuer Fliessgewaesser mit Hilfe von Neuronalen Netzen" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Kassel, Fachbereich 17 Mathematik,Informatik, Forschungsgruppe Neuronale Netze durchgeführt. Fuer eine nachhaltige Gewaesserbewirtschaftung und einen vorsorgenden Gewaesserschutz sind prognostische Aussagen ueber Wirkungszusammenhaenge in aquatischen Oekosystemen erforderlich, die sich auf die Gewaesser in ihrer Gesamtheit (Wasser, Gewaesserbett, Ufer, Aue und Einzugsgebiet) beziehen und alle anthropogenen Belastungen beruecksichtigen. Ihre Ermittlung ist wegen der Komplexitaet und Dynamik mit herkoemmlichen Verfahren oft unbefriedigend. In solchen Situationen haben sich in anderen Anwendungsbereichen kuenstliche Neuronale Netzwerke als brauchbare Werkzeuge erwiesen. Ihre Eignung fuer angewandte limnologisch-ingenieurtechnische Aufgaben wurde untersucht und Wirkungszusammenhaenge zwischen Niederschlags-Abflussgeschehen, Wasserbeschaffenheit, Gewaesserguete, Gewaesserstruktur und Makrobenthoszoenosen simuliert (DFG-Projekte We 959/5-1 und We 959/5-2). Die Ergebnisse zeigen, dass Neuronale Netzwerke fuer die Modellierung von Ursache-Wirkungsbeziehungen wie auch fuer die Prognose von Gewaesserdaten grundsaetzlich geeignet sind und zur Loesung gewaesserguetewirtschaftlicher Aufgaben sinnvoll eingesetzt werden koennen. In dem Folgeprojekt sollen insbesondere die raeumliche und zeitliche Dynamik gewaesserguetewirtschaftlich relevanter Einflussgroessen llierter simuliert und ihre Bedeutung fuer oekologische Eigenschaften des Gesamtsystems genauer untersucht werden. Uebergeordnete Ziele sind - die Entwicklung eines 'Fliessgewaesser-Fruehwarnsystems' vor Belastungen aus Kanalnetz und Klaeranlage(n) in urbanen Einzugsgebieten, - die Analyse der Wirkungen von natuerlichen und anthropogenen Umweltfaktorenauf Besiedlungsmuster benthischer Lebensgemeinschaften, - die Beurteilung der Uebertragbarkeit der (exemplarisch) erarbeiteten Modelle auf andere Gewaesser und die Pruefung der Allgemeingueltigkeit der Arbeitshypothesen und Ergebnisse, - die Bewertung der neuronalen Modelle im Vergleich zu konventionellen Verfahren. Hierfuer sind in den Vorstudien (DFG-Projekte We 959/5-1 und We 9595/5-2) bereits wichtige Grundlagen erarbeitet worden, die im Hinblick auf ihre praktische Anwendbarkeit weiter zu vertiefen und auszubauen sind.

Ozonbelastung und Zirkulationsdynamik im Becken von Mexiko

Das Projekt "Ozonbelastung und Zirkulationsdynamik im Becken von Mexiko" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Bonn, Geographisches Institut, GIUB durchgeführt. Ziel der geplanten Arbeiten ist es, Gesetzmäßigkeiten zwischen der raum-zeitlichen Dynamik der Ozonkonzentration und deren Vorläuferstoffe sowie den meteorologischen Variablen Temperatur, Luftfeuchte, Strahlung, Luftmassenstabilität, Windgeschwindigkeit und Windrichtung im Boden, 700- und 500 hPa-Niveau so herauszuarbeiten, dass Prognosen der zu erwartenden Ozonbelastung möglichst 24 Stunden im voraus für den Bereich der Mexico City Metropolitan Area (MCMA) möglich werden. Neben statistischen Verfahren sollen dazu auch künstliche Neuronale Netzwerke eingesetzt werden. Bereits vorliegende Ergebnisse von Modellrechnungen sollen durch die Datenauswertungen verifiziert und ggf. Anregungen zur Verbesserung der Modelle herausgearbeitet werden.

Genetische Algorithmen, Zellularautomaten, Wachstumsmodelle, Selbstorganisation und Selbstreproduktion

Das Projekt "Genetische Algorithmen, Zellularautomaten, Wachstumsmodelle, Selbstorganisation und Selbstreproduktion" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Fachbereich 08, Biologie, Chemie und Geowissenschaften, Institut für Tierphysiologie durchgeführt. Gegenstand der Forschung sind die summativen und synergistischen Effekte, die aus einfachen Wechselwirkungen zwischen benachbarten (Teil)Strukturen entstehen. Insbesondere sollen solche biologischen Prozesse nachgebildet und/oder simuliert werden, denen in der wirklichen Welt stochastische Mechanismen zu Grunde liegen und deren Ablauf deterministisch erscheint: Diffusion von Morphogenen, oekologische Einnischung, Ausbildung von Nahrungsketten und -netzen, Selbstregulation vonWachstum und Differenzierung usw.

Strategien zum kombinierten Einsatz von Gassensoren verschiedener Technologien; Teilvorhaben: Optimierung von Gassensorelementen und Signalverarbeitung fuer Sensorkoepfe

Das Projekt "Strategien zum kombinierten Einsatz von Gassensoren verschiedener Technologien; Teilvorhaben: Optimierung von Gassensorelementen und Signalverarbeitung fuer Sensorkoepfe" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Universität Gießen, Institut für Angewandte Physik durchgeführt. Innerhalb der Verbundes sollen Varianten von Gassensoren charakterisiert, beziehungsweise neu entwickelt werden, die darauf abgestimmt sind, in Kombination mit einigen weiteren Sensorelementen Gaskomponenten in Gegenwart anderer stoerender Gase zuverlaessig nachzuweisen. Die Signale der Einzelelemente sollen mit Methoden der Informationsverarbeitung (u.a. kuenstliche neuronale Netze und Fuzzy-Logik) so zusammengefuehrt werden, dass ein Messkopf die Konzentrationsbestimmung fuer ein oder zwei interessierende Gase ohne Verfaelschung durch die interferierenden Stoergase erlaubt. Fuer diese Art des Einsatzes muessen die Sensoren so optimiert werden, dass die Querempfindlichkeiten ebenso stabil sind wie die Nachweisempfindlichkeiten fuer das Zielgas. Die Auswertung soll so ausgelegt sein, dass Exemplarstreuung und Alterungseffekte kompensiert werden koennen.

Mathematische Modellierung der hydrodynamischen Belastung von Deichen (INTBEM B)

Das Projekt "Mathematische Modellierung der hydrodynamischen Belastung von Deichen (INTBEM B)" wird vom Umweltbundesamt gefördert und von Niedersächsischer Landesbetrieb für Wasserwirtschaft, Küsten- und Naturschutz, Betriebsstelle Norden-Norderney, Forschungsstelle Küste (FSK) durchgeführt. Vorrangiges Ziel ist die integrierte Bemessung von Deichen unter gleichzeitiger Berücksichtigung der äußeren hydrodynamischen Kräfte und der Widerstandsfähigkeit der verwendeten Erdbaustoffe (Klei, Mergel) über die Formulierung deterministischer Grenzzustandsgleichungen. Ermittlung der Belastungsbandbreiten aus denen des Bemessungsseegangs und mathematische Modellierung der hydrodynamischen Einwirkungen auf Deiche (Wellenauf- und -rücklauf auf der Außenböschung, Schichtdicken auf der Deichkrone, Überlaufvolumen und -geschwindigkeiten auf der Binnenböschung; Verifikation mittels neuronaler Netzwerke; empirische Ermittlung von Druckschlagbelastungen. Überführung der Ergebnisse in die Bemessungspraxis zur Erhöhung von Sicherheit und Wirtschaftlichkeit. Weiterhin lassen sich bestehende Küstenschutzwerke hinsichtlich ihrer Sturmflutsicherheit genauer als bisher überprüfen. Hiermit ist eine verbesserte Grundlage für die Vorsorgeplanung hinsichtlich von Folgen zum globalen Klimawandel gegeben.

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