Digitaler Zwilling eines Gebirgswassereinzugsgebiets
Konzept
DREVO Mountain Digital Twin (MDT)— ist ein dynamisches digitales Modell eines Gebirgseinzugsgebiets, das Echtzeitdaten zu Topographie, Böden, Wasser, Vegetation, Klima, Infrastruktur und Biodiversität integriert.
Im Gegensatz zu herkömmlichen Geoinformationssystemen zeigt ein digitaler Zwilling nicht nur den aktuellen Zustand eines Gebiets an, sondern prognostiziert auch dessen Entwicklung, sodass man die Folgen verschiedener Szenarien abschätzen kann, bevor diese eintreten.
Das Hauptprinzip:
Erst die Modellierung, dann die Entscheidungsfindung.
Hauptaufgaben
Mountain Digital Twin bietet:
Erstellung eines vollständigen digitalen Modells des Einzugsgebiets;
Kombination der Daten aus allen neun Kaskaden;
Modellierung hydrologischer Prozesse;
Ökosystemveränderungen vorhersagen;
Leitung der Restaurierungsarbeiten;
Unterstützung bei technischen Entscheidungen;
langfristige Planung der Raumentwicklung.
Was ist ein digitaler Zwilling?
Mountain Digital Twin kombiniert mehrere miteinander verbundene Modelle.
Geometrisches Modell
Es wird ein hochpräzises digitales Höhenmodell erstellt.
Beinhaltet:
Gipfel;
Wassereinzugsgebiete;
Hänge;
Schluchten;
Flussbett;
Überschwemmungsgebiete;
Küste.
Gebraucht:
LiDAR;
Satellitendaten;
Photogrammetrie;
geodätische Messungen.
Geologisches Modell
Anzeigen:
Gesteinsarten;
Risse;
Grundwasserleiter;
Bodentiefe;
Hangstabilität;
geologische Verwerfungen.
Bodenmodell
Für jeden Abschnitt werden folgende Werte ermittelt:
Bodenart;
Tiefe;
Dichte;
Porosität;
Luftfeuchtigkeit;
Humusgehalt;
Kohlenstoffgehalt;
biologische Aktivität.
Hydrologisches Modell
Folgende Simulationen werden durchgeführt:
Bewegung von Regenwasser;
Schneeschmelze;
Infiltration;
Oberflächenabfluss;
unterirdischer Abwasserkanal;
Frühjahrsfütterung;
Flusslauf;
Überschwemmungen;
Trockenheit.
Dies ermöglicht es, die Auswirkungen verschiedener Sanierungsmaßnahmen auf den Wasserhaushalt zu beurteilen.
Klimamodell
Folgende Daten werden verwendet:
Temperaturen;
Luftfeuchtigkeit;
Windgeschwindigkeit;
Sonnenstrahlung;
Verdunstung;
Transpiration;
Fällung;
Schneedecke.
Das Modell ermöglicht die Analyse der Auswirkungen des Klimawandels auf das Wassereinzugsgebiet.
Biologisches Modell
Beinhaltet:
Bäume;
Sträucher;
Kräuter;
Pilze;
Mykorrhiza;
Tiere;
invasive Arten;
Biodiversität.
Jedes Waldgebiet hat seine eigenen Merkmale und seine eigene Entwicklungsgeschichte.
Technisches Modell
Angezeigt:
Mikroterrasse;
Kaskade;
Infiltrationsbecken;
Schwellenwerte;
Schwimmbäder;
Brücken;
Straßen;
Brandschutzinfrastruktur;
Sensoren;
Roboterstationen.
Digitaler Pass von Objekten
Jedes Objekt erhält einen eigenen digitalen Pass.
Pässe werden ausgestellt für:
Bäume;
Waldgebiete;
Hänge;
Quellen;
Flüsse;
Stahl;
Sensoren;
Wasserbauwerke;
Straßen;
Brücken;
Tiere (während der wissenschaftlichen Überwachung).
Der Reisepass beinhaltet:
Koordinaten;
Fotografien;
Geschichte der Veränderungen;
technischer Zustand;
Umweltparameter;
Empfehlungen künstlicher Intelligenz.
Arbeiten mit neun Kaskaden
Erste Kaskade
KONTROLLE:
Fällung;
Schnee;
Nebel;
Winde.
Zweite Kaskade
Modellieren:
Infiltration;
Erosion;
Hangstabilität.
Dritte Kaskade
Analyse:
Waldwachstum;
Biomasseakkumulation;
Bodenentwicklung;
Wasserhaltevermögen.
Die vierte Kaskade
KONTROLLE:
Strom;
Sedimente;
Steinschwellen;
Durchflussmengen.
Fünfte Kaskade
Berechnung:
Befüllen von Schwimmbecken;
Grundwasseranreicherung;
Infiltrationseffizienz.
Sechste Kaskade
Modellieren:
saisonale Überschwemmungen;
Stahl;
Auwälder.
Die siebte Kaskade
KONTROLLE:
Wasserqualität;
Salzgehalt;
Delta-Zustände;
Infiltration.
Die achte Kaskade
Analyse:
Küste;
Düne;
Lagune;
Küstenvegetation.
Die neunte Kaskade
Integration mit:
Meeresdaten;
Wassertemperatur;
Meeresspiegel;
der Zustand der marinen Ökosysteme.
Szenariomodellierung
Ein digitaler Zwilling ermöglicht es, die Folgen verschiedener Szenarien im Voraus abzuschätzen.
Zum Beispiel:
Extremer Wolkenbruch
welche Gebiete überflutet werden;
wo Erosion auftreten wird;
welche Kaskaden verstärkt werden müssen.
Trockenheit
welche Quellen zuerst austrocknen werden;
welche Waldgebiete am stärksten unter Wasserstress leiden;
wo zusätzliche Restaurierungsarbeiten erforderlich sind.
Waldbrand
Das Modell schätzt:
wahrscheinliche Ausbreitungsrichtungen;
Geschwindigkeit des Feuervorstoßes;
verfügbare Wasserquellen;
sichere Wege für die Ausrüstung.
Neuanpflanzungen
Vor Beginn der Arbeit können Sie Folgendes prüfen:
Überlebenswahrscheinlichkeit;
zukünftige Waldstruktur;
Auswirkungen auf den Wasserhaushalt;
Rate der Ökosystemwiederherstellung.
Künstliche Intelligenz
DREVO AI analysiert ständig Daten.
Er ist dazu fähig:
Anomalien erkennen;
Veränderungen vorhersagen;
die Effektivität von Aktivitäten berechnen;
Empfehlungen generieren;
Das Modell wird automatisch aktualisiert.
Integration mit Robotersystemen
Mountain Digital Twin interagiert direkt mit:
TREVO AeroSense Drohne
Neue Daten werden empfangen.
Automatische Modellaktualisierung.
DREVO Mountain Rover
Aufgabenübertragung an Roboter.
Kontrolle der Arbeitsausführung.
Lebende Bergsternwarte
Informationen von Tausenden von Sensoren empfangen.
DREVO Wolken- und Nebelsystem
Optimierung der lokalen Feuchtigkeitsregulierung.
Wissenschaftliche Möglichkeiten
Mountain Digital Twin ermöglicht Ihnen Folgendes:
die Auswirkungen des Klimawandels analysieren;
die Entwicklung der Wälder studieren;
Simulation der Wiederherstellung von Quellen;
die Wirksamkeit natürlicher Lösungen bewerten;
Wissenschaftliche Forschung betreiben, ohne Ökosysteme zu gefährden.
Integration
Mountain Digital Twin ist der analytische Kern der gesamten Plattform.
Es vereint:
DREVO Bergschwamm;
Bergquellen-Wiederherstellung;
Bergwaldkorridore;
DREVO Wolken- und Nebelsystem;
Lebende Bergsternwarte;
TREVO AeroSense Drohne;
DREVO Mountain Rover;
WOOD AI;
DREVO Smart Agriculture;
Initiative zur Stärkung der Wasser- und Bodenresilienz der atlantischen und mediterranen Küsten (AMCWSRI)Die
Erwartete Ergebnisse
Nach der Implementierung des Mountain Digital Twin wird Folgendes erreicht:
Erhöhung der Konstruktionsgenauigkeit;
Reduzierung der Kosten für Restaurierungsarbeiten;
Reduzierung von Umweltrisiken;
Beschleunigung der Entscheidungsfindung;
Vorhersage von Notfallsituationen;
kontinuierliche Überwachung der Rückgewinnungseffizienz;
Aufbau einer Langzeitdatenbank zur Ökosystementwicklung;
die Möglichkeit eines adaptiven Managements eines Gebirgseinzugsgebiets über Jahrzehnte hinweg.
Projektmission
DREVO Mountain Digital Twinist das digitale Gehirn des ProjektsDREVO Living Mountains. Wenn Lebende Bergsternwartedient als Nervensystem, das Informationen sammelt, dannDigitaler Zwilling des GebirgesEs analysiert diese Daten, prognostiziert zukünftige Ereignisse und ermöglicht wissenschaftlich fundierte Entscheidungen. Es integriert alle neun Kaskaden in ein einziges dynamisches Modell und gewährleistet so das Management des Gebirgseinzugsgebiets als integriertes lebendes System – vom ersten Regentropfen auf dem Gipfel bis zum Rückfluss des Wassers ins Meer und seinem anschließenden Kreislauf durch die Atmosphäre.