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31. März 2022
Ausgewählt

Intelligente Städte: Wie Drohnen, Satelliten, KI und Bilderkennung sie Wirklichkeit werden lassen können

Traditionelle Methoden zur Überwachung moderner Städte erweisen sich oft als ineffizient. Aufgrund des hohen manuellen Aufwands erfordern sie viele Ressourcen, die einer Stadt möglicherweise fehlen.

Außerdem ist das, was von Hand gemacht werden muss, fehleranfällig.

Aber Fortschritte in der KI und entsprechende Hardware-Lösungen können die Situation bald ändern. In diesem Beitrag wollen wir uns auf die Bilderkennung konzentrieren.

Wie funktioniert es?

Vor der Bildverarbeitung steht die Bildaufnahme. Dies kann entweder durch Drohnen oder Satelliten geschehen.

Eine Drohne kann mit einer Hyperspektralkamera ausgestattet werden. Sie kann das Bildmaterial lokal speichern und später übertragen, es gibt aber auch Modelle, die Live-Streaming ermöglichen. Bilder, die sowohl von Drohnen als auch von Satelliten stammen, können von einem KI-Bilderkennungsalgorithmus analysiert werden, um bestimmte Muster zu erkennen.

Hört sich das nach zusätzlichen Kosten an? Schauen wir uns die Vorteile an, bevor wir eine falsche Schlussfolgerung ziehen.

Vorteile von Drohnen und Satelliten für die Überwachung von Gebieten

Erstens können sowohl Drohnen als auch Satelliten bei der Inspektion problematischer Bereiche und Objekte in jeder Höhe helfen, aber Drohnen können auch in Löcher schauen, die aus der Umlaufbahn nicht sichtbar sind, oder das Objekt von der Seite inspizieren. Im Gegensatz zu einem bemannten Team müssen beide keine physischen Barrieren überwinden.

Zweitens können Drohnen und Satelliten große Gebiete abdecken. In einem späteren Analysestadium ermöglicht diese Tatsache genauere Schlussfolgerungen und führt zu einer besseren Entscheidungsfindung.

Drittens sind Drohnen einfach zu installieren. Sie sind immer einsatzbereit, solange ihre Batterien ausreichend geladen sind. Die Satelliten sind bereits am Himmel, und mehrere Organisationen bieten Zugang zu den Bildern, z. B. über eine API. Es ist nicht nötig, ein Team zu entsenden, um bestimmte Gebiete zu erfassen, da sie dies bereits regelmäßig tun.

Es ist erwähnenswert, dass die Auflösung der von einer Drohne aufgenommenen Bilder je nach Höhe sogar Blätter an den Bäumen sowie Ziegel und Stöcke auf dem Boden erkennen kann, während Satelliten nur Makroobjekte wie Autos und Bäume oder größere Objekte erkennen können.

Drohnen und Satelliten tragen also dazu bei, die Kosten zu senken und die Effizienz der Stadtüberwachung zu erhöhen. Die Frage ist nur, was man mit den Bildern macht, die man von ihnen erhält.

Beispiele für Bilderkennung für Smart City Management

Drohnen- und Satellitenaufnahmen öffnen der Kreativität Tür und Tor. Wir möchten hier nur einige Anwendungsfälle nennen, mit denen wir zu tun hatten oder die wir besonders vielversprechend finden.

Städtische Infrastruktur

Straßen und Wasserversorgungsnetze sind die größten täglichen Sorgen einer jeden Gemeinde. Beide decken riesige Entfernungen ab und spielen eine entscheidende Rolle im städtischen Leben. Flicken und Lecks können das Gleichgewicht stören und sollten besser erkannt werden, bevor sie die Bürger verärgern.

Bei AI Superior haben wir einigen Kunden geholfen, eine Geodaten-Analyselösung zu implementieren, um Schwachstellen auf der Straße zu identifizieren, die repariert werden müssen. Diese Lösung nutzt Drohnen- und Satellitenbilder, die von KI-Algorithmen verarbeitet werden. Unsere KI kategorisiert physische und visuelle Objekte, die gefilmt wurden, und hilft den Betreibern, Probleme schnell zu erkennen.

Dieser Ansatz kann auch bei der Kontrolle von Straßenmarkierungen hilfreich sein, um sicherzustellen, dass die erforderlichen Markierungen vorhanden sind und der Straßenverkehr nicht durch ihr Fehlen oder ihren schlechten Zustand behindert wird.

In ähnlicher Weise können Bilder des Radars mit synthetischer Apertur (SAR ) bei der Erkennung von Lecks in Wasserleitungen gute Dienste leisten.

Verkehrsmanagement

Städtische Dienststellen können auch an einem dynamischen Bild ihrer Straßen interessiert sein. Die Kenntnis der Verkehrsintensität ermöglicht es, neue Straßen effizienter zu planen und den Verkehr umzuleiten oder aufzuteilen, um Staus zu vermeiden. Das ist es, was unsere Kunden an unserer Lösung für die Straßenverkehrsanalyse schätzen.

Drohnen- und Satellitenbilder sowie Videomaterial helfen bei der Überwachung von Unfällen und deren Folgen, z. B. Öllecks auf den Straßen. Dies könnte es den Behörden ermöglichen, schnell zu reagieren und Autofahrer, die in ihre Richtung fahren, zu warnen.

Je nach örtlicher Gesetzgebung können Drohnen zum Lesen von Nummernschildern und zur Sammlung anderer Beweise eingesetzt werden.

Sicherheit und Notfallmaßnahmen

Ein breiterer Anwendungsfall wären allgemeine Sicherheitsfragen, wie die Überwachung großer Versammlungen und die Unterstützung des Bodenpersonals.

Bilder, die von oben aufgenommen werden und ein größeres Bild liefern, helfen dabei, die Anstrengungen auf die Stellen zu lenken, die besonders gefährlich werden, z. B. wenn sich eine Rallye einem Engpass nähert und die Leute langsamer werden sollten, um die ersten Reihen nicht zu sehr zu belasten.

Stadionveranstaltungen können mit einer drohnengestützten Live-Überwachung sicherer werden. Wie im vorangegangenen Fall hilft die Bilderkennung dabei, entstehende Knoten in der Menge, wo Menschen zu eng zusammengedrängt werden können, schnell zu erkennen und negative Folgen zu verhindern.

Überwachung der Einhaltung

Neben der öffentlichen Sicherheit bleibt die Strafverfolgung für viele Städte eine große Herausforderung. Obwohl Drohnen und Satelliten nicht alle Probleme lösen können, können Bilder aus der Luft in zwei Fällen helfen.

Nicht alle Baustellen werden in einem vorschriftsmäßigen Zustand hinterlassen. Oftmals zögern die Bauunternehmer, Baumaterialien, alte Gebäudereste oder anderen von ihnen verursachten Müll zu beseitigen. AI Superior hat eine Lösung für die Erkennung von Bauschutt entwickelt, die sich auf von Drohnen aufgenommene Bilder stützt. Sie hilft nicht nur, manuelle Inspektionen zu vermeiden, indem sie eine mögliche Stelle identifiziert, sondern klassifiziert auch den Müll und ermöglicht so eine Schätzung des Schadens und der Kosten für dessen Beseitigung.

Ein weiteres Problem sind nicht genehmigte Bauvorhaben. Die städtischen Behörden können sich für eine satellitengestützte Überwachung entscheiden, um illegale Aktivitäten zu unterbinden. Die von Satelliten aufgenommenen Bilder können zusammen mit den genehmigten Plänen für ein bestimmtes Gebiet übermittelt werden, um nicht genehmigte Bauvorhaben zu erkennen. Diese Art der Überwachung ist nicht in allen Ländern allgemein akzeptabel, da die Gesetzgebung in einigen Regionen unterschiedlich und restriktiver sein kann.

Beobachtung von Erholungsgebieten

In der Tat geht es bei der intelligenten Stadtverwaltung nicht nur um die Verfolgung von Straftätern! Es sind auch angenehmere und friedlichere Anwendungsfälle möglich.

Städte brauchen Pflanzen, vor allem viele Bäume, um die Luft frisch und ihre Oberflächen attraktiv und gemütlich zu halten. Die Beobachtung des Wachstums von Bäumen und Sträuchern ist eine weitere traditionell manuelle Aufgabe, die leicht an moderne Hardware und KI-Lösungen ausgelagert werden kann.

Drohnen sind in der Lage, hochauflösende Bilder zu erstellen und Messungen durchzuführen, die bisher am Boden vorgenommen werden mussten. Landverwalter können schnell entscheiden, welche Gebiete oder bestimmte Pflanzen zusätzliche Pflege benötigen, und die Feldarbeit entsprechend planen.

Voraussetzungen für eine erfolgreiche Implementierung der Bilderkennung im Smart City Management

Möchten Sie selbst eine Smart-City-Lösung entwickeln und umsetzen? Dann sollten Sie sich über die wichtigsten Voraussetzungen im Klaren sein.

Datenquellen und Datenverarbeitung

Für den Anfang benötigen Sie entweder Zugang zu Satellitenbildern oder eine Drohnenflotte. Drohnen sind meist kostengünstig, und Satellitenbilder werden von einigen Anbietern kostenlos zur Verfügung gestellt.

Natürlich erfordern alle kostenlosen Quellen einen höheren Aufwand, um die benötigten Daten zu sammeln und sie "analysierbar" zu machen. Stellen Sie sicher, dass Sie eine vollautomatische Lösung entwickeln oder erwerben, da sonst der Vorteil, keine manuelle Arbeit zu leisten, verloren geht.

Fortschritte in der Computer Vision

Das Angebot an Bildverarbeitungslösungen wächst exponentiell. Die Hauptschwierigkeit besteht darin, eine Auswahl zu treffen und das Gekaufte dann auch zu nutzen. In den meisten Fällen brauchen Sie eine Person, die zumindest einige Grundlagen der Bilderkennung versteht. Obwohl die meisten Softwareanbieter sehr intuitive Benutzeroberflächen entwickeln, sollten Sie besser verstehen, was die Software unter der Oberfläche tut, um falsche Schlussfolgerungen zu vermeiden und in der Lage zu sein, eine schnelle Fehlerbehebung nur mit Ihren internen Ressourcen durchzuführen.

Rechnerische Leistung

Ganz zu schweigen davon, dass diese Art von Software eine Maschine mit ausreichender Rechenleistung benötigt, um zu funktionieren. Viele Lösungen können in einer Cloud bereitgestellt werden, aber in diesem Fall haben Sie normalerweise wenig Einfluss auf bestimmte technische Aspekte. Die Bereitstellung in der Cloud kann auch Bedenken hinsichtlich des Datenschutzes aufwerfen.

Ist es noch einen Versuch wert?

Der Haupteffekt des Einsatzes von KI und Bilderkennungstechniken im Smart-City-Management ist eine höhere Überwachungseffizienz. In dem Maße, wie Sie den manuellen Aufwand reduzieren und zur Automatisierung übergehen, sinken die Wartungskosten, wodurch mehr finanzielle Mittel für Investitionen frei werden.

Der Zeitaufwand für die Erkennung von Problemen sinkt, so dass Sie diese beheben können, bevor sie größere Unannehmlichkeiten oder weitere Kosten verursachen.

Vor allem aber können Sie Ihr Hauptziel erreichen: eine schöne, intelligente Stadt mit glücklichen Einwohnern.

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