Gut visualisierte Datenmengen unterstützen Renaturierungsprojekte

© Data Mining und Wertschöpfung
Projektteam (v.l.n.r.): Yves Annanias (Universität Leipzig), Herr Taubert (LMBV), Dr. Daniel Wiegreffe (Universität Leipzig), Milan Pentrack (Fraunhofer IMW), Stefan Kutter (LMBV)

Pilotprojekt mit LMBV abgeschlossen

Ein Team aus Wissenschaftlern des Projekts Data Mining und Wertschöpfung hat das Pilotprojekt mit der Lausitzer und Mitteldeutschen Bergbau-Verwaltungsgesellschaft mbH (LMBV) erfolgreich beendet. Im Rahmen des Pilotprojekts wurde eine prototypische Softwarelösung für eine effizientere Bearbeitung von Anfragen zu bergbaulichen Sanierungstätigkeiten entwickelt.

Als Ausgangslage diente das eigens entworfene Geoinformationssystem der LMBV, welches ständig weiterentwickelt wird, um den Anforderungen der LMBV gewachsen zu sein. Durch den immensen Anstieg von verfügbaren Daten und Dokumenten wurde es für die LMBV aber immer komplexer, Anfragen Dritter, welche sich auf die von der LMBV renaturierten Flächen beziehen, effizient zu beantworten. 

Visuelle Aufbereitung von Text- und Geodaten

Im Rahmen des Pilotprojekts wurde das Datenmodell für die Renaturierungsdaten der LMBV restrukturiert. Hierfür wurde eine graphenbasierte Datenbank gewählt, um die Verbindungen der einzelnen Daten und Dokumente besser modellieren zu können.

Um bei Renaturierungsplanungen Gefährdungshinweise, Verbote und Nutzungseinschränkungen besser berücksichtigen zu können, haben die Wissenschaftler eine Web-Applikation entwickelt, die Textdaten mit Geodaten verknüpft und diese visuell aufbereitet auf digitalen Karten darstellt. Die entsprechenden Informationen werden durch Maschinelles Lernen automatisch aus den Texten extrahiert.

Um die Gebote und Verbote aus den Dokumenten der LMBV zu extrahieren, nutzten die Wissenschaftler das Lernparadigma Active Learning, um mit möglichst wenigen händisch annotierten Trainingsdaten ein Support-Vector-Machine-Modell* zu trainieren. Durch eine bestehende Zuordnung von Dokumenten zu Geokoordinaten können die so extrahierten Einschränkungen direkt auf einer Karte dargestellt werden.

*mathematisches Verfahren zur Mustererkennung

© Data Mining und Wertschöpfung
Ausschnitt aus dem Visualisierungstool

Auswertung von Massendaten wird möglich

Der Forschungsgegenstand innerhalb der Visualisierung liegt auf der übersichtlichen Darstellung einer großen Menge von sich überlagernden Flächen auf einer Karte. Die verwendete Lösung umfasst dabei eine gezielt nach Kategorien filterbare Aggregation der Daten in Form einer Heatmap. Für die Detailansichten wurde zudem eine sogenannte Multiple-Coordinated-View-Repräsentation entwickelt, um die Überlappungen von Flächen in der Kartenansicht zu reduzieren. Abschließend wurde der Prototyp mittels einer Evaluierungstudie auf ihre Gebrauchstauglichkeit getestet.

Stefan Kutter, Abteilungsleiter Geoinformatik bei der LMBV, ist zufrieden mit dem Verlauf des Projekts: »Mit der vorliegenden Softwarelösung ist es gelungen, exemplarisch die Problematik der Auswertung von Massendaten unterschiedlichster Herkunft darzustellen, neu zu strukturieren und zu analysieren. Der jetzige Gedankenansatz kann perspektivisch eine Ergänzung zum bestehenden Geoinformatiksystem der LMBV sein. Insbesondere die intelligente und selbstlernende Texterkennung sollte in weiteren Projekten, basierend auf den jetzigen Erkenntnissen entwickelt und vertieft werden.«

Die Arbeiten des Pilotprojekts werden im Forschungsprojekt »Smart Regional Development Infrastructure (SARDINE)« im Rahmen des Smart Infrastructure Hub Leipzig fortgeführt und erweitert. 

LMBV

Neue Datenplattform für Renaturierungsprojekte