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Soft Computing als Basis für die Umsetzung der EU-WRRL

Mit der Europa weit geltenden Wasserrahmenrichtlinie soll an allen Oberflächengewässern ein guter Zustand erreicht werden. Infolgedessen sind im Rahmen der Bewirtschaftung Maßnahmenpläne zu erstellen, die einen guten ökologischen und chemischen Zustand bis 2015, spätestens bis 2027 sicherstellen. Für die Analyse und Bewertung der Maßnahmenpläne bedarf es eines DV-gestützten Instrumentariums. Als ein geeignetes Mittel hierzu werden Habitatmodelle angesehen, die auf den Lebensraumansprüchen ausgewählter Ziel- und Leitarten und deren Entwicklungsstadien aufbauen.

Die hierbei angewandte ökohydrologische Modellierung beinhaltet einen hohen Grad an Unsicherheit und Unschärfe sowie deskriptiver Wissenszusammenhänge. Mit den traditionellen Modellierungsansätzen (Hard Computing) können solche Unsicherheiten und Ungenauigkeiten nur unzureichend modelliert werden. Bei dem sehr ambitionierten Zeitrahmen der EU-Wasserrahmenrichtlinie ist es mit den klassischen Werkzeugen nicht möglich, die verschiedenen Maßnahmenpläne im Hinblick auf den ökologischen Zustand zu testen und zu bewerten. Im Rahmen unserer Forschungsprojekte sollen die Soft Computing Technologien für die wasserwirtschaftliche bzw. ökohydrologische Modellierungsaufgabe angewendet werden.

Das Vorbild des "Soft Computing" ist der menschliche Verstand. Der Hauptvorteil liegt darin, dass diese Form der Wissensrepräsentation mit Ungenauigkeiten, Unsicherheit und partieller Wahrheit mathematisch umgehen kann. Die Soft Computing Technologien Fuzzy Logic (FL), Künstliche Neuronale Netze (KNN) und Neuro Fuzzy Systeme sind für unsere Forschungsprojekte von Interesse. Diese Techniken ermöglichen in kurzer Zeit und mit verhältnismäßig geringen Kosten eine Modellimplementierung.