Maßgeschneiderte Wetter- und Umweltvorhersagen

"In Europa werden meteorologische Informationen nicht nur in großen Mengen produziert, sondern sind auch zum größten Teil im Internet verfügbar. In diesem Sinne ist es nicht schwer, auf diese Informationen zuzugreifen", erklärt Professor Leo Wanner vom Catalan Institute of Research and Advanced Studies und der Natural Language Processing Group an der Universität Pompeu Fabra in Barcelona, Spanien.

"Die Frage der Qualität ist jedoch für die Benutzer nicht geklärt", fährt er fort. "Wenn daher auf einer Website für Barcelona für den nächsten Tag eine Temperatur von 30 °C vorhergesagt wird und auf einer anderen 28 °C und auf einer dritten 32 °C, dann müssen zwei oder können auch alle drei Angaben falsch sein."

Die Genauigkeit meteorologischer Informationen im Internet sind aber nicht das einzige Problem. Für Menschen, die sich nicht nur für das Wetter interessieren, sondern beispielsweise für atmosphärischen Staub, Chemikalien und CO2-Emissionen oder den Pollenflug, weil sie Allergiker sind, verschärft sich das Problem.

"Der Zugang zu Umweltinformationen ist weit schwieriger. Öffentliche Behörden haben gemäß der Umweltvorschriften eventuell darauf Zugriff, aber Unternehmen und Bürger stehen häufig vor einem Problem, wenn sie nach den entsprechenden Daten für ihr geografisches Gebiet suchen", sagt Prof. Wanner.

Mit anderen Worten folgen die meisten Internetdienste dem Ansatz "die gleichen Informationen für alle" und bieten all die Informationen an, die für alle Benutzer, aber eben nicht für eine bestimmte Person relevant sein könnten. Und einige bieten Informationen, die nur für einen Standardbenutzer von Interesse sind, und dabei handelt es sich nahezu ausnahmslos um einen gesunden Bürger. Im ersten Fall wird davon ausgegangen, dass der Benutzer in der Lage und auch Willens ist, sich durch alle verfügbaren Informationen zu arbeiten und dann zu entscheiden, welche für ihn relevant sind. Und im zweiten findet ein Benutzer mit speziellem Informationsbedarf häufig nicht die benötigten Informationen.

Mit Hilfe von Forschungsfördermitteln der Europäischen Kommission in Höhe von 2,8 Mio. EUR hat sich ein Konsortium aus Universitäten und Forschungseinrichtungen aus fünf EU-Ländern mit diesem Problem befasst. Das von Prof. Wanner koordinierte Team entwickelte den fortschrittlichsten, intelligenten und individuell angepassten Dienst für Umwelt- und Wetterinformationen Europas, der auf die Bedürfnisse von Bürgern, Unternehmen und Behörden ausgerichtet ist.

Das im Laufe des dreijährigen Projekts "Personalised environmental service configuration and delivery orchestration" (PESCADO) entwickelte internetbasierte System soll Informationen bereitstellen, die entsprechend des Profils, der Präferenzen und des Standorts speziell auf jeden einzelnen Benutzer zugeschnitten sind.

Aussagekräftige Informationen mit einem Tastendruck

"Die Plattform kommuniziert mit den Benutzern, um sich ein klares Bild von ihren Bedürfnissen zu machen und zu verstehen, wie sie bei ihrer Entscheidungsfindung unterstützt werden können. Sie sucht nach relevanten hochwertigen Internetquellen mit Wetter- und Umweltinformationen und führt Daten verschiedener Quellen zusammen und interpretiert diese Daten im Zusammenhang mit den Bedürfnissen des Benutzers. Dann wählt sie den Inhalt, den sie für den Nutzer als wichtig erachtet und erzeugt für den Benutzer in der von ihm bevorzugten Sprachen einen Bericht in Text- und Bildform", erklärt Prof. Wanner.

Die PESCADO-Plattform erzeugt tatsächlich mit nur einem Tastendruck einen individuellen Wetter- und Umweltbericht. Hierfür kombinierten die Forscher moderne Technologien in fachgebietsabhängiger Suche, Ungewissheits- und Gewissheitsmetrik, Verfahren zur Extraktion von Bildinhalten, Fuzzylogik sowie multimodalen und mehrsprachigen Informationserzeugungsverfahren in einer serviceorientierten Architektur.

Die Grundlage des PESCADO-Systems bildet eine Wissensbasis, die alle Informationen enthält, die für eine intelligente Entscheidungshilfe in Bezug auf Umweltdaten erforderlich sind, wie z. B. umweltrelevantes Hintergrundwissen, Daten, die aus Umweltdienstleistungen im Internet extrahiert wurden, und Benutzerprofile. Individuelle Aufgaben, wie z. B. die Extraktion von Daten, die Bewertung ihrer Qualität und die Erzeugung des Berichts für Benutzer, werden von einem oder mehreren internetbasierten Diensten ausgeführt.

"Bei allen Aufgaben, mit denen wir uns beschäftigten, mussten wir eine Reihe von Problemen lösen", erklärt der Projektkoordinator. "So war beispielsweise die Extraktion von Inhalten aus Bildmaterial, wie z. B. Wetterkarten, eine große Herausforderung dar. Die Entwicklung von Maßen für die Bewertung der Qualität bestimmter Daten und die Extrapolierung von Luftverschmutzungskonzentrationen, die an einem bestimmten Punkt gemessen wurden, auf nähere Umgebung sowie die Berücksichtigung der Morphologie der Landschaft waren andere schwierige Themenbereiche. Durch eine vernünftige Beurteilung von Umweltdaten und der Bedürfnisse des Benutzers sowie die Entwicklung eines schnellen, hochwertigen mehrsprachigen Textgenerators konnten wir die Hindernisse überwinden."

Bei Umweltdaten kam außerdem noch die Verständnisfrage hinzu.

"Was bedeutet beispielsweise für mich persönlich die Tatsache, dass die Ozonkonzentration 170 Mikrogramm pro Kubikmeter erreicht hat? Insbesondere Menschen mit gesundheitlichen Problemen oder Allergien, die sehr empfindlich auf hohe Luftverschmutzung oder hohe Pollenkonzentrationen reagieren, ist nicht klar, wie sie die Konzentrationswerte, die sie im Internet finden, interpretieren sollen", bemerkt Prof. Wanner.

Angesichts ihrer übersichtlichen Benutzeroberfläche und der individuell angepassten und lokalisierten Angaben leistet das PESCADO-System nicht nur bei der Unterstützung einzelner Bürger bei der Planung ihrer täglichen Aktivitäten einen wertvollen Beitrag, sondern hilft auch den Behörden dabei, die Umweltverschmutzung unter Kontrolle zu bringen, und Unternehmen bei der Einhaltung von Umweltvorschriften.

"Die europäische Gesetzgebung verlangt, dass die Mitgliedstaaten und regionalen Regierungen die Bürger umfassend und für sie verständlich über lokale Umweltbedingungen informieren. PESCADO ist ein Instrument, das einen wichtigen Beitrag zur Durchführung dieser Vorschriften leisten könnte", sagt Prof. Wanner.

Das Prototypsystem erfasst gegenwärtig Finnland und ist in Englisch, Finnisch und Schwedisch verfügbar.

Da es bei verschiedenen Behörden in ganz Europe Anklang gefunden hat, besteht das Ziel des Teams, Prof. Wanner zufolge, jetzt darin, weitere Finanzmittel zu finden, um die geografische Abdeckung zu erweitern, weitere Sprachen einzubinden und mehr Bereiche hinzuzufügen, wie z. B. Daten zur Wasserqualität und Verkehrsbedingungen.

PESCADO erhielt Forschungsmittel innerhalb des Siebten Rahmenprogramms der Europäischen Union (RP7).

Link zum Projekt auf CORDIS:

- RP7 auf CORDIS
- Datenblatt des Projekts PESCADO auf CORDIS

Link zur Projektwebsite:

- Website des Projekts "Personalised Environmental Service Configuration and Delivery Orchestration"

Link zu weiterführendem Video:

- Video des Projekts PESCADO

Weitere Links:

- Website er Europäischen Kommission zur Digitalen Agenda