SenseBox-basiertes Umweltmonitoring

Die Prozesskette des Geoenvironmental-Monitorings

Am Institute of Geo-Engineering (IGE) werden in den Lehrveranstaltungen aus dem Bereich „Geomatics und Geomonitoring“ vor allem geodätische Grundlagen der raum-zeitlichen Auswertung und Modellierung von raumbezogenen Daten, der Erfassung mit multiplen Sensoren und Sensorsystemen sowie der fachspezifischen Visualisierung vermittelt.
Außerdem sollen Studierende bei uns einen Einblick in die vollständige Prozesskette eines Geoenvironmental-Monitorings von der Planung, der Durchführung und der Auswertung bis hin zur Interpretation erfasster heterogener Daten erhalten.
Um dies praxisnah umzusetzen, wurden mit der Unterstützung des DVW Niedersachsen/ Bremen e.V. einfache Sensorsysteme angeschafft und in die Lehre integriert.

Die senseBox

Die IoT-Sensoren der Firma Reedu GmbH & Co. KG, so genannte „senseBoxen“, erfassen je nach Konfiguration standortbezogen u.a. die Umgebungstemperatur, relative Luftfeuchte, UV-Intensität, Bodenfeuchte oder Feinstaub in der Luft. Die individualisierbaren Sensorsysteme basieren auf einem Microcontroller und lassen sich mit einer zugehörigen visuellen Programmieroberfläche, namens „Blocky“, programmieren bzw. sind Arduino-kompatibel. Die Datenübertragung funktioniert mittels WiFi, Ethernet, LoRaWAN oder als Datenlogger auch mit einer SD-Karte. Mit dem modularen Baukasten der senseBox können (autarke) Sensorknoten auf einfache Weise realisiert und installiert werden. Sofern die jeweilige senseBox auf der openSenseMap registriert ist, können dort u.a. die erfassten Daten auf einfache Art und Weise abgerufen werden.
 

 

Die Umsetzung und deren Perspektiven

Unsere Studierenden haben die Möglichkeit, sich in den Übungsanteilen mit geeigneten Standorten, der Zusammensetzung und der Programmierung solcher Umweltmessstationen (UMS) sowie der Auswertung der erfassten Daten zu befassen. Speziell in der Lehrveranstaltung „GIS-based Environmental Monitoring“ werden mit Hilfe des Open-Source Geoinformationssystems QGIS potentielle Standorte auf Basis bestehender Messstationen im Harz identifiziert. Ein Workshop zur Inbetriebnahme der sensebox-Sensoren zur Erfassung allgemeiner Umweltparameter ergänzt das Modul „Geoenvironmental Monitoring“ in dem Zusammenhang.

Die Einführung der senseBox-Sensorsysteme verbindet somit anwendungsorientiert mehrere Lehrveranstaltungen über die Thematik des Umweltmonitorings und der Klimadatenerfassung miteinander. Nach der Etablierung in die Lehre sind eine Erweiterung des Sensornetzes sowie die semesterweise Anpassung der Sensoren oder die Ausbringung an regelmäßig wechselnden Standorten angedacht. Außerdem können die erfassten Daten langfristig u.a. als Beispieldatensätze in anderen Bachelor- oder Masterveranstaltungen Anwendung finden. Zudem bieten sie studiengangs-übergreifend Potential für Seminar-, Projekt- und Abschlussarbeiten, die die durch den Klimawandel induzierten lokalen klimatischen Veränderungen mit unterschiedlichen Methoden untersuchen.

Darüber hinaus werden die aktuellen Themen openData, community driven, citizen science und physical computing in den Lehrveranstaltungen adressiert und außerdem ein junges Start-Up (Firma re:edu – Ausgründung des Instituts für Geoinformatik der Universität Münster) sowie der Datenbestand der openSenseMap unterstützt.

 

 

Impressionen aus dem ersten Workshop am 28.06.2022

Studierende des Bachelor- und Masterstudiengangs Geoenvironmental Engineering haben bei diesem Workshop eine Einführung in den Zusammenhang von Citizen Science und Umweltmonitoring erhalten und konnten hierbei zum ersten Mal sich am Zusammenbau und der Programmierung der senseBoxen versuchen.

Eckdaten

Leitung: Prof. Paffenholz

Team: Geomatics Team

Laufzeit: seit 04/2022

Förderung

Zuschüsse des 
DVW Niedersachsen/Bremen e. V.
sowie
interne Finanzierung

Kooperationspartner