Das Erdbeobachtungsprogramm der Europäischen Union »Copernicus« stellt Daten zum öffentlichen Gebrauch bereit. Diese Daten werden in großem Umfang von öffentlichen und privaten Organisationen für die Entwicklung von Produkten und für Forschungszwecke für eine Vielzahl von Sektoren genutzt. Um den Zugang zu diesen Daten zu erleichtern und zu standardisieren, hat die Europäische Kommission die Einrichtung von fünf DIAS-Plattformen (Data and Information Access Services) finanziert, worüber diese enormen Datenmengen indexiert, gespeichert und ausgetauscht sowie cloudbasierte Rechenressourcen bereitgestellt werden. Trotz dieser Bemühungen sind die Copernicus-Daten und andere geozentrierte Datenquellen oft sehr heterogen, sodass sie von den Beteiligten nicht einfach integriert werden können.
 

KI-Lösungen erleichtern den Zugang zu Erdbeobachtungsdaten

Das von der EU geförderte H2020-Projekt CALLISTO – »Copernicus Artificial Intelligence (AI) Services and data fusion with other distributed data sources and processing at the edge to support DIAS and HPC infrastructures« – zielt darauf ab, die Lücke zwischen den DIAS-Anbietern und den Nutzer*innen der oben genannten Daten durch KI-Lösungen zu schließen, die den großen Mengen an Satellitendaten einen effektiven Mehrwert verleihen. Das Fraunhofer IAIS fokussiert sich dabei auf die Bereitstellung von Wissensgraphen (Knowledge Graphs) und Ontologien, also der Darstellung der Daten, sowie von vortrainierten tiefen neuronalen Netzen (Deep Neural Networks) von Sprachmodellen, die speziell an die Anforderungen von CALLISTO angepasst werden: Mittels einer KI-basierten Named Entity Recognition können etwa Informationen wie Eigennamen automatisch aus den unstrukturierten Daten extrahiert werden. Auch die Datenanalyse mittels der unter Mitwirkung des Fraunhofer IAIS entstandenen Programmbibliothek zur Verarbeitung großer Wissensgraphen »SANSA Stack« (Scalable Semantic Analytics Stack) übernehmen die Expert*innen des Fraunhofer-IAIS-Geschäftsfelds Enterprise Information Integration, ebenso wie die Entwicklung einer automatisierten Datenintegration. Das Geschäftsfeld hat es sich zum Ziel gemacht, Daten und Wissen als Basis für die digitale Wertschöpfung optimal nutzbar zu machen.

CALLISTO hat das Vorhaben, virtuelle Präsenz und Situationsbewusstsein in jedem gewünschten Interessensgebiet durch Virtual-, Augmented- und Mixed-Reality-Lösungen zu ermöglichen. Zu diesem Zweck werden Erdbeobachtungsdaten mit Daten aus heterogenen, verteilten Quellen (einschließlich Crowdsourcing-Daten, Videos von unbemannten Flugzeugen und Daten von In-situ-Sensoren) durch Maschinelles Lernen und Datenfusionstechnologien kombiniert; die Ergebnisse werden semantisch angereichert und der Öffentlichkeit in interaktiven Schnittstellen, mobilen und Mixed-Reality-Apps zur Verfügung gestellt, wodurch eine neuartige und innovative immersive Umgebung für den Copernicus-Markt geschaffen wird.

Das Projekt wurde am 1. Januar 2021 gestartet und bringt neben dem Fraunhofer IAIS 15 weitere Partner aus 7 europäischen Ländern und Südkorea zusammen, die Industrie, KMU und Wissenschaft vertreten.