mioty^® für die Überwachung des Wasserbedarfs von städtischen Bäumen in Erlangen

Der Klimawandel hat zahlreiche Auswirkungen auf Bäume in Städten. Dazu gehören beispielsweise erhöhte Temperaturen, vermehrte Extremwetterereignisse und veränderte Niederschlagsmuster. Während der jüngsten Dürreperioden in Europa und der hohen Temperaturen in den Städten aufgrund von steigender Bodenversiegelung sind viele Bäume in Erlangen vertrocknet und abgestorben, weil sie nicht rechtzeitig gegossen wurden. Auf der anderen Seite wurden einige Bäume öfter als nötig gegossen, was die Gesundheit der Bäume genauso beeinträchtigen kann wie wenn sie zu wenig Wasser erhalten. 

Ausgangssituation

In Erlangen sind derzeit 22.000 Bäume registriert, von denen 1.500 noch unter 10 Jahre alt sind. Besonders diese Bäume müssen regelmäßig bewässert werden, um die Kronen- und Wurzelentwicklung zu fördern. Die Bewässerungsressourcen und das Personal für diese Aufgabe sind jedoch begrenzt, sodass ein Baum nur alle zwei oder drei Wochen besucht werden kann. Daher ist es eine Herausforderung, sicherzustellen, dass alle jungen Bäume die notwendige Pflege erhalten, um ihr Wachstum und ihre Gesundheit zu fördern und so zur Erhaltung des städtischen Grüns beizutragen.

Lösung

Um den Verlust von Bäumen in Städten zu vermeiden, wird im Rahmen eines Projekts von AGVOLUTION und dem Lehrstuhl Machine Learning and Data Analytics der FAU Erlangen-Nürnberg mit der Stadt Erlangen ein datengesteuerter Empfehlungsalgorithmus entwickelt, der festlegt, wann welcher Stadtbaum bewässert werden muss. Auf diese Weise werden die kritischeren Bäume zuerst versorgt. Bäume mit einem größeren Wasserreservoir können später bewässert werden.

Für diese Aufgabe bietet sich die Funktechnologie mioty^® vom Fraunhofer IIS an. Sie ermöglicht eine zuverlässige und energieeffiziente Übertragung von Daten über mehrere Kilometer und ist dabei unabhängig von anderen Mobilfunkanbietern. Die Sensoren benötigen nur wenig Energie und können daher allein mit Batterien mehrere Jahre lang betrieben werden. Alternativ können sie auch vollständig autark Messdaten liefern, indem sie mit einer kleinen Solarzelle ausgestattet werden. Die Stadt Erlangen ist mit einem relativ dichten mioty^®-Netz ausgestattet, das für die Datenübertragung genutzt wird. Die Daten für diesen Ansatz werden über 80 Hardware-Sensoreinheiten von der Firma AGVOLUTION gesammelt, die in ganz Erlangen verteilt sind. Sie messen an 16 Sensorstandorten die Bodenfeuchte, Temperatur und den Niederschlag.

Das Projekt läuft von Januar 2022 bis März 2024 und wird im Rahmen des Programms "Kommunal? Digital!" des Bayerischen Staatsministeriums für Digitales gefördert.

Nutzen

Insgesamt konnte im Projekt durch die intelligente Überwachung des Wasserbedarfs eine Einsparung von Wasser und Fahrkilometern sowie die Vermeidung von Neupflanzungen in einer Saison für die Stadt Erlangen nachgewiesen werden. Daraus leitet sich besonders durch weniger Neupflanzungen eine große Kosteneinsparung ab.  

Die Implementierung von mit mioty^® ausgestatteten Sensoren zur Bewässerungsüberwachung ist kostengünstig, da sie eine langfristige Lösung bieten und weniger Wartung erfordern. mioty^® ist bekannt für seine Robustheit und Störfestigkeit, was bedeutet, dass die Datenübertragung auch in städtischen Umgebungen mit vielen Funkinterferenzen zuverlässig bleibt. Dies ist entscheidend, um eine Vielzahl von Bäumen in verschiedenen Teilen der Stadt zu überwachen. Die Zuverlässigkeit von mioty^® ermöglicht eine effiziente Abdeckung großer Flächen, was sowohl zeitsparend als auch personaleffizient ist. Die Technologie trägt somit dazu bei, die Bewässerung und Pflege städtischer Bäume zu optimieren und den Verlust von Bäumen zu reduzieren.