Projekt KLIPS: KI unterstützt bei der Hitzeanpassung in Städten

Wie können Künstliche Intelligenz (KI) und moderne Sensortechnik helfen, Städte hitzeresilienter zu gestalten? Dieser Frage gehen Forschende des Leibniz-Instituts für ökologische Raumentwicklung (IÖR) gemeinsam mit Partnern aus Wissenschaft, Wirtschaft und kommunaler Praxis im Projekt KLIPS nach. Im Juli starten in den Pilotstädten Dresden und Langenfeld Sensornetzwerke, um flächendeckend wichtige Hitzeparameter zu erfassen. Sie bilden eine wichtige Grundlage für die geplante digitale Informationsplattform, die im Projekt entsteht. KLIPS wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) im Rahmen der Forschungsinitiative mFUND gefördert.

Auch 2023 erleben Deutschland, Europa und die Welt wieder einen Sommer der Extreme. Vor allem in dicht bebauten Städten werden die Themen Hitze und Hitzeanpassung immer relevanter. Das Projekt KLIPS (KI-basierte Informationsplattform für die Lokalisierung und Simulation von Hitzeinseln für eine innovative Stadt- und Verkehrsplanung) hat sich zum Ziel gesetzt, besonders von Hitze betroffene Gebiete in Städten, sogenannte Hitzeinseln, zu identifizieren. Genaue Hitzevorhersagen für die Bevölkerung sollen künftig ebenso möglich sein wie Hinweise für die Stadtplanung zu Auswirkungen geplanter Maßnahmen.

Dafür setzen die mehr als zehn Projektpartner auf den Einsatz modernster Technik. In den Pilotstädten Dresden und Langenfeld werden eigens für das Projekt entwickelte Sensoren angebracht – rund 300 in Dresden, 80 in der Mittelstadt im Rheinland. Diese Sensornetzwerke erheben in beiden Städten engmaschig Temperatur und Luftfeuchtigkeit. Alle Messwerte laufen auf einer digitalen Informationsplattform zusammen. Dort werden sie mit vielen weiteren Daten kombiniert, etwa Wetter- und Klimadaten, Landbedeckungs- und 3D-Gebäudedaten, Daten zur Luftqualität, Verkehrsdaten. "Mit allen diesen Informationen trainieren wir eine Künstliche Intelligenz", erläutert Dr. Hendrik Herold, der im IÖR das Projekt leitet. "Unser Ziel ist es, Hitzeinseln künftig nicht nur lokalisieren, sondern auch verlässlich prognostizieren, also vorhersagen zu können." So könnten die Bevölkerung und von Hitze besonders beeinträchtigte Menschen rechtzeitig informiert werden.

In KLIPS geht es aber um noch mehr: "Mit Hilfe von KI-Algorithmen wollen wir außerdem eine hitzeangepasste Stadtplanung und -entwicklung unterstützen", sagt Hendrik Herold. So soll es künftig möglich sein, geplante Baumaßnahmen schon vor ihrer Umsetzung darauf zu prüfen, welchen Beitrag sie zur Hitzeanpassung leisten. "Sollen ein Wohngebiet oder Verkehrswege neu entstehen, lässt sich dann schon vor dem ersten Spatenstich prüfen, wie sich die Veränderung der Stadtstruktur auf die Hitzebelastung in der näheren Umgebung auswirken wird", erläutert Herold. Das Projektteam erhofft sich, mit diesen technischen Innovationen zu einer gut informierten und vorausschauenden Planung beitragen zu können.

Hitzeinseln könnten künftig vermieden oder ihre Wirkung doch zumindest abgemildert werden. Auch Maßnahmen zur Anpassung an Hitze in der Stadt könnten künftig schon im Vorfeld auf ihre Wirksamkeit geprüft werden. Von allen Alternativen ließe sich diejenige mit dem größten Effekt bzw. den geringsten Einschränkungen für Wohnen, Arbeiten und Verkehr auswählen.

Nicht nur die beiden Pilotstädte profitieren von den Erkenntnissen im Projekt. Die in KLIPS erarbeiteten Grundlagen und technischen Voraussetzungen lassen sich später auch auf andere Städte übertragen, wenn vor Ort ein lokales Sensornetzwerk vorhanden ist. Die Beteiligung der Großstadt Dresden sowie der Mittelstadt Langenfeld sichert die Übertragbarkeit auf Kommunen verschiedener Größe.

Weitere Informationen zu KLIPS

Wissenschaftlicher Kontakt im IÖR
Dr. Hendrik Herold, E-Mail: H.Heroldioer@ioer.de


Hintergrund
Das Projekt "KI-basierte Informationsplattform für die Lokalisierung und Simulation von Hitzeinseln für eine innovative Stadt- und Verkehrsplanung" (KLIPS) wird vom Bundesministerium für Digitales und Verkehr (BMDV) im Rahmen der Innovationsinitiative mFUND gefördert. Das Fördervolumen beträgt insgesamt rund 2,3 Millionen Euro.
Über den mFund des BMDV: Mit der Innovationsinitiative mFUND fördert das BMDV seit 2016 Forschungs- und Entwicklungsprojekte rund um digitale datenbasierte Anwendungen für die Mobilität der Zukunft. Weitere Informationen unter www.mfund.de

Zum Projektkonsortium gehören neben dem Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung (IÖR) unter anderen:
die Software AG (Leadpartner), das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (DLR), die ERGO Umweltinstitut GmbH mit dem Unterauftragnehmer PIKOBYTES GmbH aus Dresden, das Fraunhofer-Institut für Nachrichtentechnik, Heinrich-Hertz-Institut (HHI), die Hochschule für Angewandte Wissenschaften Hof (HSH), die terrestris GmbH & Co. KG sowie die beiden Pilotstädte Landeshauptstadt Dresden und Stadt Langenfeld.

Das Leibniz-Institut für ökologische Raumentwicklung e. V. wird gemeinsam durch Bund und Länder gefördert.

FS Sachsen

Diese Maßnahme wird mitfinanziert mit Steuermitteln auf Grundlage des vom Sächsischen Landtag beschlossenen Haushaltes.