Glocal4Flood - Verbesserung von Hochwasserprognosen durch Kombination global und lokal trainierter Prognosemodelle

Forschungsprojekt

Extremwetterereignisse führen immer häufiger zu Überflutungen, welche erheblichen wirtschaftlichen Schaden verursachen können. Durch die rechtzeitige und zuverlässige Prognose erhöhter Pegelstände ist es möglich, wirkungsvolle Gegenmaßnahmen zu treffen und so den Schaden zu begrenzen. Der Fokus des Projektes liegt auf der Prognose fluvialer Überflutungen im Bereich kleiner und mittlerer Gewässer. Auf kommunaler Ebene, insbesondere im Rahmen von Smart City Strategien, bestehen immer mehr Bestrebungen, IoT-basierte Informations- bzw. Warnsysteme für das eigene kommunale Verwaltungsgebiet oder im interkommunalen Zusammenhang aufzubauen, um auch lokale Gegebenheiten besser zu berücksichtigen sowie insbesondere Gewässer 2. und 3. Ordnung zu überwachen. Bislang stellen die kommunalen Hochwasser-Informationssysteme allerdings vorrangig die aktuelle Situation dar, da es bislang in der Regel nicht möglich ist, lokale Prognosen in der erforderlichen Qualität zu erstellen. Das Projekt Glocal4Flood zielt darauf ab, einen Demonstrator für ein lokales, simulationsgestütztes Hochwasserprognosesystem zu entwickeln, welches globale und lokal trainierte Prognosemodelle kombiniert. Durch simulationsgestützte Datensynthese sollen Datenlücken in KI-basierten Modellen geschlossen werden, um die Genauigkeit und Zuverlässigkeit der Vorhersagen zu verbessern. 

Abbildung 1: Lösungsansatz Glocal4Flood

Lösungsansatz mit vier Aspekten:

Abbildung 2: Die Vertreterinnen und Vertreter des Projektkonsortiums beim Projekt Kick-Off am 07.10.2025

1.       Lokale Prognosemodelle für einzelne Sensorknoten​

  •  Verwendung von lokalen Echtzeitdaten​. Dabei wird auf lokale Messwerte der assoziierten Partner (Hochwasserinfosystem der Stadt Steinheim, Alte Hansestadt Lemgo und Gemeinde Kalletal) zurückgegriffen

2.       Prognosemodell für den Volumenstrom des gesamten Flusses​

  • Verwendung von historischen Ereignissen und weitere Daten im gesamten Einzugsgebiet​

3.       Globales Training der Prognosemodelle für den Volumenstrom​

  • Verwendung von weltweit-verfügbaren Hydrologie-Datensätzen 

4.       Hochauflösendes 3D-Simulationsmodell für fluviale Überflutungen​

  • Erzeugung synthetischer Daten für unterrepräsentierte Ereignisse in den KI-Modellen und als Referenz zur Überprüfung und Validierung der KI-basierten Prognosen der lokalen Pegelstände

Am 07. Oktober 2025 hat sich das Projektkonsortium zum Kick-Off in Lemgo getroffen und zu den geplanten Projektinhalten ausgetauscht und die ersten Schritte abgestimmt.

Projektbeteiligte:

Gefördert:

  • Fraunhofer IOSB-INA
  • IANUS Simulation GmbH

Assoziierte Kommunen:

  • Stadt Steinheim
  • digital.interkommunal Kalletal.Lemgo

Projektzeitraum:

01.10.2025 – 30.09.2028