Automatische Erkennung von Warmwasserkollektoren für die kantonalen Energieämter auf Basis von Luftbildern

Ziel dieses Pilotprojekts ist es, den kantonalen Energieämtern zu helfen, ein zuverlässiges Inventar der Warmwasser-Sonnenkollektoren auf ihrem Gebiet zu erstellen. In Anbetracht der wachsenden Umweltprobleme ist es notwendig, eine genaue Datenbank für diese Elemente aufzubauen. Die Energieämter der Kantone Neuenburg und Genf sind die Hauptpartner dieses Projekts.

Mit datenwissenschaftlichen Methoden soll ermittelt werden, inwieweit eine hinreichend zuverlässige Lösung für diese Fragestellung in Produktion gebracht werden kann. Darüberhinaus soll eine Methodik definiert werden, mit der diese Lösung leicht auf andere Regionen übertragen werden kann.

Eine erste Runde von Objekt-Detektionen wurde auf kleineren Flächen durchgeführt, um Daten zu sammeln, die als "Ground Truth" (also dem realen Ist-Zustand entsprechend) bezeichnet werden können. Sobald diese Datenbasis aufgebaut ist, können Detektionen im ganzen Kantonsgebiet durchgeführt werden.

Die Schlussfolgerungen des Projekts lauten wie folgt:

• Mit den derzeit verfügbaren Luftbildern konnten Warmwasserkollektoren entdeckt werden, aber die geringe Auflösung der Bilder (GSD = 10cm/pixel) macht die Aufgabe sehr schwierig. Da die Grösse der auf dem Bild sichtbaren Installationen von Warmwasserkollektoren an der Grenze der Auflösung liegt, zwingt dies das Deep-Learning-Modell dazu, mehr mit dem Kontext als mit den Eigenschaften des Objekts selbst zu lernen.
• Die Verwechslung mit ähnlichen Objekten, wie z.B. elektrischen Schalttafeln, führt zu vielen falsch-positiven Ergebnissen, was die Inventarisierungsfähigkeit des Modells beeinträchtigt.
• Trotzdem wurden einige interessante Ergebnisse erzielt, die zeigen, dass die Inventarisierung dieser Art von Objekten derzeit möglich ist. Es ist zwar immer noch sehr schwierig, aber die Datenwissenschaft kann bereits bei der Verfolgung und Überwachung von Warmwasserkollektoren unterstüzen.

Schliesslich kann ein solches Modell Vorarbeiten durchführen, um die komplexe Arbeit der Experten zu erleichtern, die die Verbreitung von Wärmeenergieerzeugern in der Schweiz verfolgen.

Der Quellcode ist auf Github verfügbar : Detector et Filters.

Die detaillierte Dokumentation ist auf unserer technischen Website verfügbar.