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RainCars

Bearbeitung:Fitzner, Sester
Bild RainCars

Projekt RainCars auf Multimediaportal der Initiative Wissenschaft

Für das neue Multimediaportal der Initiative Wissenschaft Hannover, erreichbar unter <link wissen.hannover.de/&gt;http://wissen.hannover.de/</link>, wurde ein Kurzfilm zum RainCars Projekt produziert. Die wissenschaftlichen Mitarbeiter und studentischen Hilfskräfte der beteiligten Institute IKG und WAWI berichten darin von ihrer Arbeit im Projekt.

Der Film ist zu sehen unter: <link http://wissen.hannover.de/Themen/Forschung-Innovation/Schlaue-Wischer-gegen-Hochwasser>http://wissen.hannover.de/Themen/Forschung-Innovation/Schlaue-Wischer-gegen-Hochwasser>http://wissen.hannover.de/Themen/Forschung-Innovation/Schlaue-Wischer-gegen-Hochwasser>http://wissen.hannover.de/Themen/Forschung-Innovation/Schlaue-Wischer-gegen-Hochwasser</link>

 

 

Inhalt

Überschwemmungen verursachen auch in Deutschland regelmäßig große Schäden. Eine bessere flächendeckende Erfassung des Niederschlags könnte für genauere Vorhersagen sorgen. Ziel des Projekts RainCars ist die Verbesserung der räumlichen Niederschlagsschätzung durch zusätzliche Messungen mit Autos deren Scheibenwischer als Sensoren zur Regenmessung dienen.  Der Kerngedanke: Relativ ungenaue Messungen an sehr vielen Orten sind besser als exakte Messungen an sehr wenigen Orten.

 

Die im Projekt RainCars durchgeführten Grundlagenuntersuchungen dienen zur theoretischen Prüfung der Machbarkeit dieser Idee. Auf Basis von Labor- und Feldexperimenten werden funktionale Zusammenhänge zwischen Wischerfrequenz und Niederschlagsintensität bestimmt (W-R-Beziehung). Zusätzlich zur Wischerfrequenz werden optische Sensoren als Regensensoren untersucht. Die Ergebnisse dienen als Datenbasis für Computersimulationen. Verschiedene Szenarien für Verkehrsdichten und Wetterlagen werden durchgespielt und es wird geprüft, wie genau die räumliche Regenerfassung mit Scheibenwischern im Vergleich zu konventionellen Methoden ist.

 Abbildung 1: Laborexperimente zur Ermittlung der W-R Beziehung

Zur Simulation von Fahrzeugen auf Straßennetzen werden verschiedene Verkehrsmodelle entwickelt und unterschiedliche Ausstattungsraten angenommen. Als Referenzniederschlagsfelder für die Simulationen werden Wetterradardaten verwendet. Niederschlag von diesen Feldern wird vom konventionellen Messnetz und den dynamischen Automessnetzen registriert. Für unterschiedliche räumliche Skalen werden dann Gebietsniederschläge unter Nutzung verschiedener  geostatistischer Interpolationsverfahren ermittelt und mit den als wahr angenommenen Werten aus den Radarbeobachtungen verglichen (Abbildung 2).

 Abbildung 2: Gebietsniederschlag interpoliert aus Messungen stationärer Regensensoren (links) und Autos (mitte) sowie Wetterradar als Referenzniederschlag

 

Die Autos können als Geosensornetzwerk betrachtet werden, welches eine lokale und dezentralisierte Messung und Prozessierung von Informationen sowie die dynamische Kalibrierung der Messsysteme erlaubt, mit Vorteilen hinsichtlich der Skalierbarkeit (Abbildung 3). Diese ist besonders für die Fragestellung der bewegten Regensensoren relevant, da die Abdeckung sehr großer Gebiete mit sehr vielen Messeinheiten vonnöten ist.

Projektpartner

Institut für Wasserwirtschaft, Hydrologie und landwirtschaftlichen Wasserbau (wawi)

Im Projekt RainCars beschäftigt sich das wawi mit den Themen Niederschlagsschätzung und räumlichen Interpolation und mit der Erfassung und Quantifizierung der Genauigkeit der gewonnenen Daten.

Institut für Kartographie und Geoinformatik (ikg)

Im Projekt RainCars verarbeitet und analysiert das ikg die Daten aus dem Geosensornetz, mit denen die Niederschlagsmengen aus den Sensordaten ermittelt werden.

Publikationen

U. Haberlandt and M. Sester (2009): Areal rainfall estimation using moving cars as rain gauges - a modelling study, Hydrology and Earth System Sciences Discussions, vol. 6 (4), pp. 4737-4772

M. J. Schulze, C. Brenner and M. Sester (2010): Cooperative Information Augmentation in a Geosensor Network, Proceedings of the Joint International Conference on Theory, Data Handling and Modelling in GeoSpatial Information Science, vol. 38 (2), pp. 444-449 | datei |

E. Rabiei, U. Haberlandt, M. Sester and D. Fitzner (2012): Areal rainfall estimation using moving cars as rain gauges-modeling study and laboratory experiment, EGU General Assembly Conference Abstracts, vol. 14, pp. 5652

D. Fitzner, M. Sester, U. Haberlandt and E. Rabiei (2012): Online Calibration of Measurement Devices in Geosensor Networks - An Example Application, GIScience 2012

E. Rabiei, U. Haberlandt, M. Sester and D. Fitzner (2013): Rainfall estimation using moving cars as rain gauges - laboratory experiments, Hydrologd Earth System Sciences, vol. 17 (11), pp. 4701-4712

D. Fitzner, M. Sester, U. Haberlandt and E. Rabiei (2013): Rainfall Estimation with a Geosensor Network of Cars - Theoretical Considerations and First Results, PFG Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation, vol. 2013 (2), pp. 93-103

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