Aktuelle Forschungsprojekte zielen auf eine bessere Simulation und Vorhersage des Wetters ab; das Paradigma des digitalen Zwillings gewinnt zunehmend an Aufmerksamkeit, und Datenwürfel bilden ein tragfähiges Fundament, um solche Zwillinge zu handhaben – mit bis zu 7D.
Nicht nur Privatpersonen haben ein starkes Interesse am Wetter. Auch für eine Vielzahl professioneller Zwecke sind solche Informationen unverzichtbar: Landwirtschaft, Katastrophenschutz, Luft- und Schifffahrt, Versicherungen, Schutz Kritischer Infrastrukturen, Planung erneuerbarer Energien, um nur einige zu nennen. Die vom Deutschen Wetterdienst (DWD) bereitgestellte Grundversorgung an Wetterinformationen wird vielfältig genutzt, verfeinert und als spezialisierte Produkte wieder angeboten.
Wetterwürfel bis zu 7D
Das kürzlich abgeschlossene, vom Bundesforschungsministerium (BMBF) geförderte und vom Forschungszentrum Jülich geleitete Projekt Deeprain hat zur Entwicklung solcher Dienste beigetragen. In dem Konsortium war die Jacobs University (heute Constructor) für die Wetter- und Klimadatenwürfel zuständig. Es stellte sich heraus, dass die von der Atmosphärenforschung verwendeten Koordinaten, wie sie der DWD zur Verfügung stellt, nicht mit den gängigen Geowerkzeugen kompatibel sind - so verläuft der Äquator in dieser Projektion beispielsweise quer durch Deutschland. Die Forscher holten weitere Experten ins Boot und beauftragten das französische Unternehmen Spatialys, das weit verbreitete Open-Source-Tool PROJ um die Unterstützung für gedrehte Koordinaten zu erweitern. So kann PROJ nun gedrehte „Wetterkoordinaten“ in Standard-GIS-Koordinaten umwandeln. Diese Funktionalität ist inzwischen offizieller Bestandteil von PROJ geworden. Damit ist ein Hindernis auf dem Weg zur GIS-Integration von Wetterdaten durch die gemeinsame Arbeit von Forschern und Open-Source-Entwicklern beseitigt worden.
Im Rahmen des Projekts Cube4EnvSec, das vom Nato-Programm Science for Peace and Security (SPS) finanziert wird, werden aus den Vorhersagedaten, die automatisch alle sechs Stunden vom DWD abgerufen werden, 4D-Luftfahrtwetter-Zeitreihen erstellt. Diese Wetterdatenwürfel können dann mit Blitzwürfeln in Tel Aviv, Medicane-Datenwürfeln in Istanbul und Gewitterwürfeln mit 5-Minuten-Auflösung kombiniert werden.
All diese Projekte verwenden Datenwürfel, da sie den Vorteil haben, dass Dienste natürlicher, einfacher und leistungsfähiger gestaltet werden können als mit dem klassischen Paradigma der „großen Menge kryptischer Einzeldateien“. Deshalb gelten sie allgemein als der Königsweg zu analysefähigen Daten (ARD). Auch weil die Kombination (Fusion) verschiedener Datenwürfel plötzlich einfacher wird: Alle technischen Details bleiben hinter dem Vorhang, und viele der intern notwendigen Schritte bleiben intern und damit dem Nutzer verborgen. Auch hierfür gibt es entsprechende Standards, insbesondere OGC WCPS. Dies erleichtert vor allem den Einblick in die vielfältigen Facetten, die einen digitalen Zwilling unserer Realität ausmachen.
Zu diesem Thema referiert Peter Baumann, Professor für Informatik der Constructor Universität in Bremen, am 06. Juni auf der Afcea Technet International Expo und Konferenz in Brüssel im Rahmen seines Vortrags: „Nato SPS Cube4EnvSec: AI Datacubes for ISR and Tactical Data Availability at Scale“.
Weitere Informationen unter www.rasdaman.com