Entwicklung des DSS Zalf: Prof. K.-O. Wenkel Dr. R. Wieland

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1 Entwicklung des DSS Zalf: Prof. K.-O. Wenkel Dr. R. Wieland
TP 6 Modellintegration Entwicklung des DSS Zalf: Prof. K.-O. Wenkel Dr. R. Wieland Dipl.-Ing. M. Berg Dipl.-Ing. M. Voss Institut für Landschaftssystemanalyse

2 Nutzer des DSS

3 Basics Informationen über Klimawandel in Region
Abschätzung der ökonomischen und ökologischen Folgen Bereitstellung von Wissen zur Adaption und Folgeminimierung Bereitstellung eines interaktiven Simulationstools zur komplexen Bewertung alternativer Nutzungsszenarien

4 Landschaft als System Klima Landschaft Akteur

5 Landschaft als System Modell 1 Klima Landschaft Modell 2 Modell n
Akteur

6 Nutzersicht (Workshops)
Es werden Informationen über die Klimaentwicklung in der Region des Nutzers benötigt (Trends, Verteilungen etc.) Modelle berechnen Auswirkungen der Klimaveränderung auf den Ertrag, das Grundwasser, auf ökologische Größen etc. Simulationen werden genutzt, um eine Adaption der Landnutzung unter den geänderten klimatischen Bedingungen vorwegzunehmen. Der Nutzer benötigt Informationen über die Häufigkeit bestimmter Ereignisse, wie “trockene Jahre” und damit verbundene Ertragsausfälle für ein risikobasiertes optimiertes Management.

7 Nutzer-Struktur

8 Nutzeranforderungen Unbekannt ist das konkrete Problem des Nutzers!
Interaktivität räumliche Konkretheit (zoom) Analysen müssen graphisch aufbereitet sein Erklärungskomponente (Ausgaben und Modellen) Unsicherheitsanalyse (Simulationsstatistiken)

9 Untersuchungsgebiete

10 Klimadaten SRES Szenario A1B und B1 jeweils 3 Realisierungen
Tageswerte: Tmin, Tmax, Tmit, Nied, GR,... Für räumliche Simulationen wurde ein Interpolationsalgorithmus durch die TU-Dresden bereitgestellt Ereignisbezogene Witterungsdaten (Starkniederschläge) Idee: Der Nutzer wählt selbstständig aus den Daten die für Ihn wichtige Darstellungsform

11 Auswahl der Wetterstation

12 Trendinformationen Station: Angermünde

13 Niederschlagsverteilung
Station: Angermünde

14 Temperaturverteilung
Station: Angermünde

15 Häufigkeit von Trockenheit
Station: Angermünde

16 Phänologie/Ontogenese-Modell Kartoffel
außen: innen: Gebiet: Quillow

17 Modell: vorl. Ertragsmodell

18 Ertragssimulation

19 Kompensation - Management?
Beregnung Düngungsregime neue Sorten pfluglose Bodenbearbeitung CO2 Input durch die Luft

20 CO2-Düngung Für Winterweizen ungefähr 9-15% Ertragssteigerung verglichen mit Klimakammer ungefähr 30%

21 Bemerkung Modell basiert auf ca. 300 Betrieben, unter 56 unterschiedlichen Bodentypen und ist für 16 Ackerfrüchte verfügbar. Managementmodule werden unter Einsatz von Fuzzy- Modellen und neuronalen Netzen entwickelt. Verbunden wird das mit dem Ökonomiemodell (Betrieb) Das Boden-Wasser-Pflanzen-Modell (MONICA) des ZALF wird die Simulationsmöglichkeiten stark erweitern (z.B. Nitratauswaschung etc.)

22 Modulares Zusammenspiel
Ertrag – Wetter war nur ein Beispiel Ertrag – monetärer Ertrag durch EÖM monetäre Inputs kommen von RAUMIS RAUMIS bestimmt die Landnutzung in der Fläche Landnutzung bestimmt die Verdunstung, Erosionsgefährdung etc. Landnutzung hat Einfluss auf die Biotik Klima bestimmt die Biotik

23 Modulsicht

24 Implementierung

25 Software Basiert auf der Simulationssoftware SAMT
Wird als Open Source Projekt in C++ realisiert und nutzt Open Source Software (QT, GSL, HDF, ...) Neben der traditionellen “Window Icon Menu Pointing” (WIMP) wird ein weiteres User Interface Paradigma “Zooming User Interface” (ZUI) verwendet. Die ZALF-Arbeitsgruppe entwickelt den Prototyp des DSS, die Umsetzung und Pflege erfolgt durch die Living-Logic AG.

26 Zooming User Interface

27 Nächste Schritte Umstellung der Klimaanalyse auf neue Klimadatenbank
Weiterentwicklung der ZUI als Modellbasis Integration der vorhandenen Modelle in die ZUI Implementierung der Schnittstelle zu EÖM Implementierung der Schnittstelle zu RAUMIS Schrittweise Integration von MONICA Integration der Modelle (AG Köstner) Erweiterung der Datenbasis (BÜK)

28 TP6 Modellintegration/DSS
Abbruchmeilenstein Abbruchkriterien : 1. Technische Nichtmachbarkeit des DSS Bis Ende des 3. Halbjahres muss der folgende Bearbeitungsstand des DSS-Prototyps erreicht sein: Schnittstellen zwischen den Modellen der einzelnen TPs und des DSS sind definiert und als verbindlich akzeptiert Modellprototypen der einzelnen TPs liegen kompatibel als betriebssystemunabhängige Bausteine (z.B. als C++-Module) vor Modelldokumentation nach gängigem UML-Standard liegt vor