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Hochwassermanagement-Plattform für kleinere Städte und Kommunen mit Bürgerbeteiligung

Crowd sourcing and mobile sensing for flood management in small catchment areas
 
: Burkard, S.; Fuchs-Kittowski, F.; Müller, R.; Pfützner, B.

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Volltext ()

Freitag, Ulrike (Ed.) ; Gesellschaft für Informatik -GI-, Arbeitskreis Umweltinformationssysteme:
25. Workshops "Umweltinformationssysteme 2018 - Umweltdaten - in allen Dimensionen und zu jeder Zeit?, UIS 2018". Tagungsband. Online resource : Nürnberg, Deutschland, 7./8. Juni 2018
Nürnberg, 2018 (CEUR Workshop Proceedings 2197)
http://ceur-ws.org/Vol-2197/
S.110-127
Gesellschaft für Informatik, Arbeitskreis Umweltinformationssysteme (Workshop) <25, 2018, Nürnberg>
Deutsch
Konferenzbeitrag, Elektronische Publikation
Fraunhofer FOKUS ()

Abstract
Hochwasserfrühwarnung für kleine Einzugsgebiete ist eine herausfordernde Aufgabe. Zum einen sind die verursachenden kleinräumigen meteorologischen Ereignisse in ihrem raumzeitlichen Auftreten nur bedingt vorhersagbar, so dass die Hochwasserfrühwarnung mit hohen Unsicherheiten behaftet ist. Zum anderen reagieren die kleinen Einzugsgebiete sehr schnell auf solche Ereignisse, so dass die Vorwarnzeiten oftmals zu gering sind. Zudem fehlen in kleinen Einzugsgebieten oftmals Messinfrastrukturen (Pegel etc.), was die Hochwasserfrühwarnung zusätzlich verkompliziert. In diesem Beitrag wird eine Software-Lösung für das Hochwassermanagement (HWM) speziell für Kommunen mit kleinen Einzugsgebieten (Gewässer 2. Ordnung) vorgestellt. Zum einen bietet sie auf Basis von meteorologischen Daten von Wetterdiensten (DWD) vollautomatisch, ausreichend lange Vorwarnzeiten durch eine ortsbezogene Bewertung von Niederschlagsvorhersagen und optional berechneten Hochwasservorhersagen. Zum anderen bezieht sie freiwillige Helfer, wie Bürger oder kommunale Angestellte, über eine Smartphone-Anwendung mit ein, um Daten für das HWM zu sammeln und bereitzustellen und somit vor Ort fehlende Messinfrastruktur auszugleichen. Neben Wasserständen, die mittels bildbasierten Messverfahren per Smartphone gemessen werden, zählen dazu Fotoaufnahmen, momentane Niederschlagsintensitäten und abgeschätzte Schneehöhen. Die auf diese Weise aufgenommenen und in Echtzeit bereitgestellten Informationen (VGI) fließen in die Hochwasservorhersage ein, helfen Unsicherheiten zu mindern und fördern die Situationsbeurteilung während eines Hochwassers. Eine Web-Oberfläche (Dashboard) für Ämter und Einsatzkräfte visualisiert die eingehenden Informationen und Vorhersagen und erlaubt somit eine umfassende Überwachung und Beurteilung der aktuellen Situation (situation awareness).

 

In urban areas the damage potential by flood events is particularly high, regularly causing damages and economic losses. Early warning systems that can forecast such events with sufficient lead time are therefore very important. However, especially for small catchment areas the establishment and operation of forecasting systems is very difficult. On the one hand early warning systems have to deal with high spatial uncertainties of precipitation forecasts, on the other hand small catchments often show very fast reactions of the basin to heavy precipitation events. Moreover, in small catchments automatic gauging stations are often missing. This makes early flood forecasting complicated and very challenging. This paper presents a software platform for the flood management particularly for small river basins in German municipalities. It tries to solve the problems mentioned above via civic involvement by incorporating Volunteered Geographic Information (VGI). For this purpose, volunteers (citizens, municipal employees) are asked to acquire relevant hydrological and meteorological data via a smartphone application in order to compensate for the lack of official gauging stations. This includes e.g. water level measurements acquired via mobile image-based measurement methods. The information captured by volunteers is - in addition to open publicly available forecasting data provided by the German Meteorological Service Provider - automatically incorporated into the forecasting system in order to minimize forecasting uncertainties. A web-based dashboard available to crisis managers, e.g. disaster relief forces, visually processes and displays all relevant information and forecasting data thus enabling convenient monitoring of the situation (situation awareness).

: http://publica.fraunhofer.de/dokumente/N-590163.html