Trotz aller Bemühungen sind bisher nur ca. 25 % des Ozeanbodens mittels hydroakustischer Methoden kartiert. Das bedeutet, dass wir über die Beschaffenheit der übrigen 75 % nur eine sehr grobe Kenntniss haben. Diese beruht auf Satellitenmessungen des Schwerefeldes der Erde und der Ableitung der Morphologie des Meeresbodens aus diesen Daten. Immer wieder zeigt sich jedoch beim Vergleich der satellitengestützten mit den hydroakustischen Daten, dass es beim digitalen Höhenmodell zu teils sehr große Abweichungen in allen drei Dimensonen kommen kann. Außerdem kann das Wissen über die Morphologie des Meeresbodens nur der erste Baustein hin zu einem Verständnis der Beschaffenheit des Meeresbodens sein. Erst daraus lassen sich Wahrscheinlichkeiten für mineralische Potenziale und in Kombination mit ozeanografischen Parameters die Wahrscheinlichkeiten für das Vorkommen bestimmter Habitate ableiten. Erst dieses Wissen wird es erlauben, die verschiedenen Interessen zur Nutzung und dem Schutz des Ozeans miteinander zu vereinbaren.
Genau hier setzt das Projekt "KIMERA" an. KIMERA ist dabei das Acronym für Künstliche Intelligenz für die Kartierung des Meeresbodens und marine Raumplanung. Innerhalb der 36-monatigen Laufzeit des Projektes soll gemeinsam mit einem regionalen Unternehmen ein Verfahren entwickelt werden, das es erlaubt die Beschaffenheit des Meeresbodens mittels maschinellen Lernens und dem Einsatz von künstlicher Intelligenz zu prognositizieren ('Remote Predictive Mapping' – RPM). Basierend auf dieser Information werden dann Vorhersagen zur Wahrscheinlichkeit bestimmte Habitate oder mineralische Rohstoffe anzutreffen. Ein wichtiger Grundstein für die marine Raumplanung basierend auf wissenschaftlichen Erkenntnissen, die in einem weiteren Schritt dann natürlich verifiziert werden müssen.
Philipp Brandl, Sven Petersen, Anna Krätschell, Marcel Schie
Als Grundlage für die programmatische Umsetzung der künstlichen Intelligenz wurde die Programmiersprache Python sowie die Open-Source-Programmbibliothek PyTorch gewählt. Der programmierte Code wird lokal wie auf einem GEOMAR-internen GitLab-Server zur Versionsverwaltung und Projektplanung gespeichert. Im Rahmen der Erstellung eines ersten KI-Prototyps, wurden folgende Schritt durchgeführt:
Die Firma north.io GmbH mit Sitz in Kiel hat sich auf die Organisation und das Management von Geodaten an Land und aus See spezialisiert. North.io stellt dem Projekt KIMERA Cloud-Computing, Webtechnologien und Geoinformatik zur Verfügung und arbeitet in unserem Auftrag an der Entwicklung eines webbasierten Annotationstools.
Dieses Projekt wird gefördert durch:
