Hitzesommer und Dürreperioden nehmen durch den globalen Klimawandel zu. Mithilfe von Bodenfeuchtigkeitssensoren wird das Monitoring der Bodenfeuchtigkeit z.B. in kommunalen Grünanlagen oder an bestimmten Stadtbäumen möglich. Dies erlaubt es v.a. in Hitzesommern und längeren Trockenperioden, kommunale Grünanlagen wesentlich bedarfsabhängiger und dadurch auch ressourcenschonender zu wässern. Dies hat sowohl positive Auswirkungen auf die Lebensqualität in der Stadt als auch auf den Ressourcenverbrauch und Schäden an Grünanlagen/Pflanzen. Durch die gewonnenen Daten aus den Bodenfeuchtigkeitssensoren können kommunale Grünanlagen wesentlich bedarfsgerechter und somit ressourcenschonender bewässert werden. Zudem hilft die Datenerhebung dabei, Maßnahmen für die Klimawandel-Anpassung zu identifizieren, sie auf ihre Wirksamkeit hin zu überprüfen und somit die Lebensqualität in der Kommune zu steigern. Je nach Sommer sind je Baum mindestens 14-18 Bewässerungsfahrten notwendig, bei Jungbäumen in heißen Sommern sogar mehr. Bei rund 20 € Kosten pro Fahrt entstehen schnell jährliche Kosten in Höhe von 300 € pro Baum. Der Großteil der Kosten geht dabei weniger von der Wassermenge aus, sondern von den Fahrten mit dem Bewässerungsfahrzeug und dem damit verbundenen Personaleinsatz. Durch den Einsatz entsprechender Sensorik in Kombination mit dezentralen Tanks lässt sich die Wasserlogistik auf 2 Fahrten pro Jahr reduzieren (40 € gesamt pro Baum und Jahr). Damit kann insgesamt gewährleistet werden, dass Pflanzenschäden durch eine ausreichende Bewässerung vorgebeugt werden. Gleichzeitig wird aber auch verhindert, dass eine Überbewässerung stattfindet.

Mehrwerte & Nutzen Die Richtlinie 2008/50/EG des Europäischen Parlaments und des Rates vom 21.05.2008 über Luftqualität und saubere Luft für Europa gibt den regulatorischen Rahmen vor, der in Deutschland durch die Verordnung BImSchV 39 (39. Verordnung zur Durchführung des Bundes-Immissionsschutzgesetzes) die Richtlinie 2008/50/EG in deutsches Recht umsetzt. Ein vorrangiges Ziel ist es, die schädlichen Auswirkungen von Luftschadstoffen auf die menschliche Gesundheit und die Umwelt zu vermeiden oder zu verringern sowie die Bevölkerung umfassend über die Luftqualität zu informieren. Mithilfe von Luftqualitätssensoren, die Schadstoffe wie Ozon (O3), Stickstoffdioxid (NO2) und Feinstaub (PM10) messen können, kann die Einhaltung der vom Umweltbundesamt (UBA) festgesetzten Emissionsgrenzwerte, transparent gemessen und ausgewiesen werden. Um die Einhaltung der gesetzlich vorgegebenen Grenzwerte zu beachten und informiert zu werden, wenn eine Grenzwertüberschreitung vorliegt bzw. droht, um dann gegebenenfalls Gegenmaßnahmen einzuleiten, wie etwa die Sperrung von Straßenabschnitte für Schwerlastverkehre. Durch die Informationen zur Luftqualität kann zudem allen Bürger:innen entsprechend ein Lagebild aufgezeigt werden, um z.B. bei gesundheitlichen Beeinträchtigungen gefährdende „Hot Spots“ zu meiden. So können in einer mittelgroßen Stadt geschätzt jedes Jahr ca. 580 verlorene gesunde Lebensjahre (DALYs - Disability-Adjusted Life Year) auf die Luftqualität zurückgeführt werden. Einer im Jahr 2020 veröffentlichten Studie der European Public Health Alliance (EPHA) zu Folge, kostet die Luftverschmutzung in Deutschland jährlich 1.468 Euro pro Stadtbewohnerin und Stadtbewohner. Bei einer mittelgroßen Stadt (200.000 Einwohnerinnen und Einwohner) können so bei einer Reduktion der Luftverschmutzung um 1% Kosten in Höhe von 2.936.000€ pro Jahr eingespart werden. Aber auch kleinere Kommunen können aufgrund ihrer Lage oder ihrer verkehrliche Anbindung von mangelnder Luftqualität betroffen sein. Hier fehlen dann oft geeignete Messstationen, so dass leichtgewichtige Luftqualitätssensoren, wie sie auf [ui!] AGORA angeboten werden, als Messstellen aufgebaut werden müssen.

Mittels eines kontinuierlichen Geräuschmonitorings lassen sich punktuelle Grenzwert-Überschreitungen detektieren und zielgerichtet Gegenmaßnahmen einleiten, welche die Lebensqualität und Zufriedenheit von Bürgerinnen und Bürgern in der Kommune steigern. Öffentlich verfügbare Lärmkarten beruhen dagegen meist auf berechneten Modellen, denen keine Messwerte zugrunde liegen und deshalb in Bezug auf die Situation vor Ort häufig keinen Mehrwert bieten. Mehrwerte & Nutzen Mit der Umgebungslärmrichtlinie 2002/49/EG hat die Europäische Union einen wichtigen Schritt hin zu einer umfassenden Regelung der Geräuschimmissionen getan. Die Bundesimmissionsschutzverordnung (BImSchV) legt fest, dass Lärmgutachten und Aktionspläne aufgestellt werden müssen, um längerfristig gegen Beeinträchtigungen durch Lärm vorgehen zu können. In den Paragraphen 47c und 47d BImSchV werden die zuständigen Behörden zur Erstellung von “Lärmkarten” und “Lärmaktionsplänen” verpflichtet. Speziell für Lärmkonfliktzonen können Messeinrichtungen in die Lärmaktionspläne aufgenommen werden. Politische Diskussionen und Beschwerden von Anwohner:innen können anhand tatsächlich gemessener Werte auf einer faktischen Basis geführt werden.

Mittels spezieller Sensoren kann der Pegelstand von Gewässern überwacht werden. Über LoRaWAN werden die Daten an einen zentralen Server und von dort an die Datenplattform übertragen, dort können auch Daten z.B. von Landes- oder Bundesstellen integriert werden. So können Veränderungen frühzeitig eingeleitet, und ggf. reaktive Maßnahmen eingeleitet werden. Mehrwerte & Nutzen Schaffung eines datenbasierten Frühwarnsystems bei Extremwetterereignissen. Frühzeitige und datenbasierte Informationen zu möglichen Überschwemmungen können im Extremfall Leben retten, da die Behörden in die Lage versetzt werden, proaktiv und nicht reaktionär zu handeln. Die Daten können zusätzlich auch Bürgerinnen und Bürgern zur Verfügung gestellt werden, um potenzielle Gefahrensituationen zu erkennen.

Die Komponente PLAN macht die aktuelle Waldbrandrisikoeinschätzung des Deutschen Wetterdienstes tagesaktuell in einem interaktiven Dashboard sichtbar, und Einsätze planbar. In der zweiten Stufe integriert die Komponente MANAGE alle für Sie Einsatz-relevanten Informationen akteursübergreifend: Standorte von Einsatzkräften, Löschwasserpunkte, Routing-Dienste, Chat- und Einsatzberichtfunktion, und das alles zuständigkeitsbereichsübergreifend. In der dritten Stufe werden durch die Komponente CONTROL durch den Einsatz von Drohnen und Künstlicher Intelligenz (KI) Waldbrand-Früherkennung und die automatische Alarmierung der Einsatzkräfte ermöglicht – und somit Waldbrände beherrschbar. Mehrwerte & Nutzen Waldbrände haben in den letzten Jahren weltweit sowohl an Zahl als auch an Intensität zugenommen – mit entsprechenden ökologischen, ökonomischen und sozialen Folgen. Dieser Trend wird sich in den nächsten Jahren und Jahrzehnten noch verstärken, u.a. wegen der Auswirkungen des Klimawandels, und insbesondere den immer länger werdenden Perioden großer Trockenheit. Um diese wachsende Gefahr beherrschbar zu machen, braucht es einer möglichst guten Früherkennung von Brandherden. Denn je größer ein Waldbrand wird, desto schwieriger wird es, ihn zu löschen. Außerdem braucht es einer besseren Koordination aller relevanten Akteure in Echtzeit, um effektiver Brände bekämpfen zu können. Hier stoßen aktuelle Verfahren, z.B. die Überfliegung von Gebieten mit hoher Waldbrandgefahr, oder der Austausch von Daten über klassische Mittel wie Telefon an ihre personellen oder technischen Grenzen. Anwendungen Die modulare Fachanwendung zur Rauchentwicklungsdetektion umfasst die folgenden Komponenten:

• PLAN: Tagesaktuelle Waldbrandrisikoeinschätzung des Deutschen Wetterdienstes für effiziente Einsatzplanung über ein interaktives Dashboard.
• MANAGE: Integrierte Koordination aller Einsatzkräfte in Echtzeit, inklusive Standortdaten, Routenplanung und zuständigkeitsbereichs-übergreifende Kommunikationsfunktionen wie Chat und mehr.
• CONTROL: Drohnen und KI für die frühzeitige Erkennung und sofortige Alarmierung von Waldbränden.

Komponente PLAN Planen Sie Ihre Einsätze optimal – mit KIWA | PLAN. Sie erhalten mit der Lösung ein interaktives, webbasiertes Dashboard, in dem Sie tagesaktuell und bis auf Kommunalebene genau das Waldbrandrisiko Ihrer Region einsehen können. Profitieren Sie außerdem von topographischen oder vegetationsanalysierenden weiteren Kartenmodi, einer ortsgenauen Wettervorhersage, vorherrschenden Windrichtungen und vielem mehr, um Ihre Einsätze optimal zu planen. Sie haben außerdem die Möglichkeit, digitale Einsatzberichte direkt im System erstellen und teilen zu können. Planen Sie Ihre Einsätze optimal – mit KIWA | PLAN. Komponente MANAGE Überwinden Sie Zuständigkeitsgrenzen oder fehlende Informationen, und managen Sie Waldbrand-Ereignisse effizient – mit KIWA | MANAGE. Sie erhalten zusätzlich zu den Funktionalitäten von KIWA | PLAN Echtzeit-Informationen über Standorte von Einsatzfahrzeugen, Löschwasser-Füllständen in den Wagen, Löschwasser-Stellen, Routenplanungen zur Brandstelle, sowie eine zuständigkeitsbereichsübergreifende Kommunikationsfunktion via Chat und Internet-Telefonie. Managen Sie Waldbrände effizient – mit KIWA | MANAGE. Voraussetzungen: Fahrzeuge sind mit Positions- und weiterer IoT-Sensorik ausgestattet, Akteure anderer Zuständigkeitsbereiche stimmen zu, ihre Daten mit Ihrem KIWA-System zu teilen, relevante Löschstellen werden von Kunden identifiziert und an uns weitergetragen. Bringen Sie Waldbrände frühzeitig unter Kontrolle – mit KIWA | CONTROL. Zusätzlich zu den Funktionen von KIWA | MANAGE erkennen Drohnen mit KI-Analysesystemen frühzeitig Brandherde. Neueste Computer Vision-Technologie auf automatisiert fliegenden, Edge-Computing-fähigen Drohnen identifiziert Brände mit hoher Präzision, und lokalisiert diese Brände in ihrem KIWA-Dashboard, damit Sie frühzeitig und effizient intervenieren können. Weil jede Minute zählt: bringen Sie Waldbrände frühzeitig unter Kontrolle – mit der Komponente CONTROL. Voraussetzungen: Edge-fähige Drohnen, autonomes Mission-Planning-System, Bewilligung für automatisiertes Fliegen.