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Www.landcare2020.de TP 6 Modellintegration Entwicklung des DSS Zalf: Prof. K.-O. Wenkel Dr. R. Wieland Dipl.-Ing. M. Berg Dipl.-Ing. M. Voss Institut für.

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1 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 TP 6 Modellintegration Nutzer des DSS

3 TP 6 Modellintegration 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 TP 6 Modellintegration Landschaft als System Klima Akteur Landschaft

5 TP 6 Modellintegration Landschaft als System Klima Akteur Landschaft Modell 1 Modell 2 Modell n

6 TP 6 Modellintegration 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 TP 6 Modellintegration Nutzer-Struktur

8 TP 6 Modellintegration Nutzeranforderungen Unbekannt ist das konkrete Problem des Nutzers! Interaktivität räumliche Konkretheit (zoom) Analysen müssen graphisch aufbereitet sein Erklärungskomponente (Ausgaben und Modellen) Unsicherheitsanalyse (Simulationsstatistiken)

9 TP 6 Modellintegration Untersuchungsgebiete

10 TP 6 Modellintegration 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 TP 6 Modellintegration Auswahl der Wetterstation

12 TP 6 Modellintegration Trendinformationen Station: Angermünde

13 TP 6 Modellintegration Niederschlagsverteilung Station: Angermünde

14 TP 6 Modellintegration Temperaturverteilung Station: Angermünde

15 TP 6 Modellintegration Häufigkeit von Trockenheit Station: Angermünde

16 TP 6 Modellintegration Phänologie/Ontogenese-Modell Kartoffel außen: innen: Gebiet: Quillow

17 TP 6 Modellintegration Modell: vorl. Ertragsmodell

18 TP 6 Modellintegration Ertragssimulation

19 TP 6 Modellintegration Kompensation - Management? Beregnung Düngungsregime neue Sorten pfluglose Bodenbearbeitung CO 2 Input durch die Luft

20 TP 6 Modellintegration CO 2 -Düngung Für Winterweizen ungefähr 9-15% Ertragssteigerung verglichen mit Klimakammer ungefähr 30%

21 TP 6 Modellintegration 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 TP 6 Modellintegration 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 TP 6 Modellintegration Modulsicht

24 TP 6 Modellintegration Implementierung

25 TP 6 Modellintegration 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 TP 6 Modellintegration Zooming User Interface

27 TP 6 Modellintegration 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 TP 6 Modellintegration Abbruchmeilenstein Abbruchkriterien TP6 Modellintegration/DSS : 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


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