Entwicklung und Implementierung praktischer KI-basierter Ansätze in der Bewertung von Massenbewegungspotentzialen an einer sich dynamisch entwickelnden Ostseesteilküste (Projekt KIMV)
Problemstellung
Die Küstenbereiche stellen eine dynamische Wechselwirkungszone zwischen geologischen, marinen und atmosphärischen Prozessen dar und unterliegen einer kontinuierlichen Veränderung. Dabei spielt neben den natürlichen Faktoren auch die Aktivität des Menschen eine zunehmende Rolle.
Sichtbare Indizien für die Küstendynamik, speziell im Kliff-Bereich, sind gravitative Massenbewegungen (im deutschen Sprachgebrauch auch als Hangrutschungen bezeichnet).
Im Zuge des Klimawandels wird weltweit eine Erhöhung der Küstendynamik beobachtet. Die gegenwärtigen Klimaprojektionen für die Zukunft gehen von einer Häufigkeitszunahme von Sturmwetterlagen und Extremwasserständen aus und damit auch von einer potenziellen Zunahme von Hangrutschungen an Steilküsten.
Die Bundesanstalt für Geologie und Rohstoffe (BGR) führt in diesem Zusammenhang mit dem Landesamt für Umwelt, Naturschutz und Geologie (LUNG) und dem Staatlichen Amt für Landwirtschaft und Umwelt Mittleres Mecklenburg (StALU MM) ein gemeinsames Forschungs- und Entwicklungsprojekt durch, um die Methoden zu entwickeln, die eine quantitative Bewertung der Gefährdung durch Massenbewegungen in diesem dynamischen Umfeld besser und effizienter zu gestalten.
Standorte der Drohnenbefliegungen im Rahmen des KIMV-Projektes
Quelle: BGR
Standorte der Drohnenbefliegungen im Rahmen des KIMV-Projektes
Quelle: BGR
Arbeitsgebiete
Die Außensteilküste Mecklenburg-Vorpommerns erstreckt sich über ca. 140 km, wovon etwa 100 km als aktiv eingestuft werden. Wegen ihrer Vielgestaltigkeit, kontinuierlichen Erosions- und Abrasionsprozessen mit aktiven Abbruchkanten, und der umfangreich vorhandenen regionalgeologischen Expertise der Projektpartner, bietet diese ideale Pilotstandorte für die Datenakquise, Entwicklung und Evaluierung innovativer Bewertungsmethoden.
Im Projekt wurden vier folgende Pilotgebiete definiert, die lithologisch unterschiedliche Kliff-Typen berücksichtigen sollen:
- Meschendorf: Geschiebemergel über einer eozänen Tonscholle
- Hohes Ufer bei Wustrow: Kliff aus Geschiebemergel und Sand
- Sassnitz: Kreidekliff mit Geschiebemergel und Sand
- Sellin: Sand und Geschiebemergelrippen
Quelle: BGR
Projektziele und Aktivitäten
Das Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines KI-gestützten Workflows für die lokale Bewertung der dynamischen Gefahrenpotenziale gegenüber Massenbewegungen im Bereich von Steilküsten unter Nutzung von Daten aus Drohnenbefliegungen und ingenieurgeologischen Untersuchungen. Dabei kommen neben der photogrammetrischen Auswertung vor allem Methoden aus dem Bereich der Computer Vision (Verarbeitung von Bildern) zum Einsatz. Diese beinhalten Deep-Learning-Algorithmen zur Bild- und Mustererkennung, die auf erhobenen Daten automatisiert Bildklassifikation und Segmentierung durchführen und damit die sonst sehr aufwändige Datenakquise unterstützen sollen. Die automatisch erhobenen Daten sollen weiter in einem Modell verarbeitet werden, welches die Bewertung der Gefährdungspotenziale durch Massenbewegungen übernimmt.
Video – Rutschung Jaromasburg Kap Arkona Oktober 2023
