Themenbroschüre visIT: Aktuelle Einblicke in unsere Forschung

In unserer Themenbroschüre visIT informieren wir Sie in konzentrierter Form über aktuelle Schwerpunktthemen unserer Forschung. Hier finden Sie alle Ausgaben in digitaler Form. Auf Wunsch nehmen wir Sie gerne in den Verteiler für die Printausgabe - Sie bekommen visIT dann ca. vier Mal pro Jahr kostenlos zugeschickt. Schreiben Sie einfach eine E-Mail an: publikationen@iosb.fraunhofer.de

Der Begriff einer »Smart City« erfreut sich nicht nur in der wissenschaftlichen Welt, sondern auch in der öffentlichen Diskussion einer zunehmenden Beliebtheit. Doch weshalb sollte eine City »smart« werden und welches sind die technologischen Konzepte dahinter?

Bei einer Smart City geht es um weit mehr als die Digitalisierung der Verwaltung oder um digitale Bürgerdienste wie z. B. die Beantragung eines Personalausweises. Es geht um die Fähigkeit, in einer Stadt oder Region »informierte Entscheidungen« treffen zu können aufgrund von dauerhaft verfügbaren, verlässlichen Informationen. Die Aufgabe einer Stadt ist es, eine auf Sensordaten basierende Infrastruktur zu schaffen, so dass von möglichst vielen Teilnehmern ein Ökosystem von Geschäftsideen und Software-Anwendungen entwickelt werden kann – mit klar definierten, nachhaltigen Rahmenbedingungen zur Datennutzung und Datenverfügbarkeit.

In diesem visIT wollen wir das Thema Smart City zusammen betrachten mit offenen Sensordatenstandards. Hier setzen wir insbesondere auf Geodaten- und Geodienstestandards des Open Geospatial Consortium (OGC) wie z. B. die OGC SensorThings API als offenes und einheitliches Software-Rahmenwerk für die Verbindung von Sensorgeräten, -daten und -anwendungen im Internet of Things.

Der Gastbeitrag von Thomas Paschke (Esri) zeigt die Bedeutung der SensorThings API auch für die Esri-Produktfamilie auf, während Dr. Hylke van der Schaaf den Standard selbst und unsere Open-Source-Implementierung FROST® vorstellt. Dr. Jürgen Moßgraber erläutert die Weiterentwicklung der europäischen Umweltdatendirektive INSPIRE durch die SensorThingsAPI.

Danach folgen verschiedene Anwendungsbeispiele für Smart Cities. Carsten Pieper und Harry Fast beschreiben ein Klimamonitoring- und -warnsystem für die Stadt Soest. Carsten Frey und Philipp Hertweck erläutern das Bauhaus.MobilityLab in Erfurt, ein Reallabor für Mobilität, Logistik und Energie.

Abschließend zeigt Prof. Dr. Peter Bretschneider die Bedeutung des Open District Hub e.V. für neue Energiewendelösungen für Quartiere auf, während Reinhard Herzog ein Crowdsensing-Projekt am Bodensee im Zusammenspiel von LoRaWAN- und der SensorThingsAPI-Technologien vorstellt.

Wie weit sind die Smart City-Lösungen in Ihrer Kommune? Wir wünschen viel Freude und Anregungen bei der Lektüre unseres Smart City-Heftes.

Inhalt

Die Links führen Sie direkt auf die entsprechende Seite des ePapers:

• Sensordatenströme im räumlichen Kontext
  Thomas Paschke
• OGC SensorThings API: Sensordatenmanagment leicht gemacht
  Hylke van der Schaaf, Jürgen Moßgraber
• API4Inspire: Erleichterung des Zugriffs auf offene Daten mit Raumbezug mittels standardisierter Programmierschnittstellen
  Jürgen Moßgraber
• BürgerWOLKE Soest: Ein hochverdichtetes Echtzeit-Klimamonitoring- und -Warnsystem
  Carsten Pieper, Harry Fast
• Bauhaus.MobilityLab
  Carsten Frey, Philipp Hertweck
• Open-District-Hub-Projekte (ODH) des Fraunhofer IOSB
  Peter Bretschneider
• Crowdsensing-Experiment am Bodensee
  Reinhard Herzog

Wie gewinnen wir in der Zukunft qualitativ hochwertige Lebensmittel für alle Menschen der Erde? Wie können wir die landwirtschaftlichen Prozesse so gestalten, dass diese auch den ökologischen Rahmenbedingungen genügen? In dieser Ausgabe der Themenbroschüre visIT werden die Lösungsansätze des Fraunhofer IOSB vorgestellt, die zur Beantwortung dieser Fragen beitragen.

Das Essay verdeutlicht eindringlich die Notwendigkeit, die Digitalisierung in der Landwirtschaft zu verfolgen, um eine Balance in den konträren Zielen der beiden Einstiegsfragen zu erzielen. Hierzu werden Technologien erforscht, die über die komplette Wertschöpfungskette (Feld, Ernte, Lagerung, Produktion, Logistik, Handel, Verbrauchende) hinweg die Landwirte unterstützen. Neue Ansätze in der Robotik, der Sensorik und der Datenverarbeitung erlauben es, innovative Lösungen in der kompletten Food-Chain anzubieten.

Der erste Beitrag beschäftigt sich mit der drohnenbasierten Erfassung von Bodenparametern. Die Messungen einer mitgeführten Hyperspektralkamera werden zur Ableitung von flächendeckenden Bodenparameterkarten genutzt, die Landwirte bei der individuellen Düngung unterstützen können.

Der zweite Beitrag stellt eine vom Fraunhofer IOSB konzipierte Smart-Vision-Box vor, die auf eine Erntemaschine integriert werden kann und eine zielgerichtete Aberntung im Weinbau ermöglicht. Zudem können kranke von gesunden Rebstöcken unterschieden werden, was die Qualität des Lesegutes erhöht.

Die vom Feld geernteten Produkte können dann in der Stufe der Anlieferung nachsortiert werden. Ziel ist es hier, Fremdkörper zu entfernen und zudem nach Qualitäten zu sortieren. Im Beitrag wird dieser Ansatz am Beispiel der Weintraubensortierung aufgezeigt – hier werden beispielsweise pilzbefallene Beeren erkannt und ausgeschleust.

Im vierten Beitrag werden Ansätze zur Absicherung der Lebensmittelkette vorgestellt. Hierzu werden Lebensmitteltransportbehälter mit integrierten Temperatur-, Feuchtigkeits-, Positions- und Beschleunigungssensoren ausgestattet, so dass bessere Haltbarkeits-Modelle für temperaturempfindliche Lebensmittel erstellt werden können.

Im Handel und bei Endverbrauchenden kommen neuerdings Sensoren zum Einsatz, die es erlauben, eine Aussage über die Qualität und Frische von Lebensmitteln zu bestimmen. Somit kann einerseits ein variabler Preis vom Handel zum Abverkauf ermittelt werden, Endverbrauchende können andererseits mit gleichen Ansätzen im eigenen Haushalt die Frische prüfen.

Inhalt

Die Links führen Sie direkt auf die entsprechende Seite des ePapers:

• Ressourcenschonende und umweltgerechte Landwirtschaft durch
  Innovation und Digitalisierung
  Thomas Längle, Robert Gruna
• Hyperspektral-Sensorik und Drohnen: Eine Alternative für die
  Bodenbewertung der smarten Landwirtschaft?
  Simon Schreiner
• Optik und Bildauswertung für die Digitalisierung im Weinbau
  – »DigiVine«
  Julius Krause
• Einfache Optimierung von komplexen Sortieralgorithmen in der
  automatischen Weinbeerensortierung
  Michael Palmer
• Reduktion von »Food-Waste« mit Hilfe neuer Sensortechnologien
  Benedikt Fischer
• Erfassung gelabelter Daten – Mit Design Thinking Mehrwert
  sichtbar machen
  Henning Schulte