Die Arbeiten im Rahmen dieses Gaußzentrums sind in vier Arbeitspakete gegliedert.
AP 1: Recherche, Datengewinnung und Konzeption eines Datenmodells
Dieses Arbeitspaketes umfasst eine Recherche, welche historische Geodaten in Form von Bildern bzw. Karten in Deutschland vorhanden sind. Darauf aufbauend werden Testdaten für die Entwicklungen in den anderen Arbeitspaketen akquiriert. Außerdem wird ein Datenmodell entwickelt und abstrakt spezifiziert, das in Arbeitspaket 2 umgesetzt wird und über die Definition eines Objektartenkatalogs auch die Grundlage für die Entwicklungen in den Arbeitspaketen 3 und 4 bildet.
AP - 2 Entwicklung eines Datenmanagementsystems
In diesem Arbeitspaket wird ein Datenmanagementsystem zur Unterstützung von Zeitreihenanalysen entwickelt. Das System besteht im Kern aus einer Speicherungskomponente (Datenbank) für raumbezogene Daten mit Zeitbezug sowie für deren Metadaten. Mithilfe von geeigneten Schnittstellen wird ein Programmierinterface zur Verfügung gestellt, das Verarbeitung, Kombination, Auswertung und Umwandlung von raumzeitlichen Daten ermöglicht.
AP 3: KI-gestützte Klassifikation der historischen Daten
Ziel dieses Arbeitspaketes ist es, mittels Verfahren der künstlichen Intelligenz (KI) historische Geodaten anhand des in AP 1 definierten Objektartenkatalogs zu klassifizieren. Dabei erfolgt für historische Karten eine Fokussierung auf punktartige Signaturen, die auch zu flächenhaften Objekten zusammengefasst werden können; die detektierten Signaturen werden auch zur automatischen Georeferenzierung von Karten herangezogen. In Hinblick auf historische Bilddaten erfolgt eine pixelweise Klassifikation, wobei in der letzten Ausbaustufe historische Karten und Bilder eines Zeitpunktes auch gemeinsam klassifiziert werden sollen.
AP - 4 Entwicklung von Methoden zur Zeitreihenanalyse
In diesem Arbeitspaket wird zunächst die KI-basierte Klassifikation aus Arbeitspaket 3 dahingehend erweitert, dass eine simultane Klassifikation von heterogenen Daten aus unterschiedlichen Zeitpunkten erfolgen soll, sodass sich die Klassifikationsaufgaben gegenseitig durch ein gelerntes Modell der zeitlichen Veränderung stützen können. Dies ermöglicht einfache Zeitreihenanalysen auf Basis der zeitlichen Veränderung der Landbedeckung. Darauf aufbauend werden statistische Modelle entwickelt, die unter Einbeziehung zusätzlicher topographischer oder statistischer Daten Prozesse, die sich in diesen Daten ausprägen, analysieren und wesentliche Einflussfaktoren darauf identifizieren können. Diese Analyse erfolgt exemplarisch anhand von Prozessen wie z.B. der Urbanisierung. Schließlich sollen die beiden Entwicklungslinien auch zu einer Extrapolation der Prozesse herangezogen werden, um analysieren zu können, wie eine zukünftige Entwicklung bei unveränderten Rahmenbedingungen aussehen könnte.
