03.03.2021

Naukowcy z AGH pracują nad udoskonaleniem modeli i prognoz hydrologicznych


Abstrakcyjna grafika prezentująca oddalające się płaszczyzny wypełnione kodem binarnym. W tle pejzaż błękitnego jeziora.

Abstrakcyjna grafika prezentująca oddalające się płaszczyzny wypełnione kodem binarnym. W tle pejzaż błękitnego jeziora.

Zrównoważone gospodarowanie zasobami wodnymi to jedno z najważniejszych wyzwań zrównoważonego rozwoju. Badacze z AGH wraz z naukowcami z Grecji, Finlandii, Austrii i Szwajcarii zbadają obieg wody w zlewniach rzecznych. Problem ten jest zależny od złożonych interakcji procesów fizycznych i biologicznych. Jego poznanie przyczyni się do poprawy wykorzystania zasobów wodnych w skali lokalnej i globalnej. Prace badawcze prowadzone będą w ramach projektu WATERLINE – Nowe rozwiązania w zakresie asymilacji i przekazywania danych dla ulepszenia modeli i prognoz hydrologicznych.

Współczesne pomiary i dane hydrologiczne opierają się na innowacyjnych narzędziach, które wykorzystują możliwości Sztucznej Inteligencji oraz metody obliczeniowe, takie jak obliczenia równoległe i chmury obliczeniowe, pozwalające przechowywać i przetwarzać duże ilości danych (Big Data). Uzupełnieniem tych technik staje się tzw. hydrologia obywatelska. Czerpie ona dane ze smartfonów, które poprzez Internet przekazują obrazy z wbudowanych aparatów fotograficznych, odbiorników GPS i innych czujników. Postęp w technologiach informacyjno-komunikacyjnych sprzyja wymianie opinii oraz zwiększa społeczną świadomość środowiskową, a tym samym dostęp do danych i informacji o ekstremalnych zjawiskach hydrologicznych.

Projekt WATERLINE łączy klasyczne metody pomiarowe stosowane przy modelowaniu hydrologicznym z metodami teledetekcji i technologiami informacyjno-komunikacyjnymi. Informacje pochodzące z wielu źródeł (teledetekcja, dane archiwalne, pomiary naziemne, obserwacje crowdsourcingowe) zostaną wykorzystane do udoskonalenia modeli hydrologicznych i ich możliwości tworzenia prognoz hydrologicznych. Zwiększenie mocy obliczeniowej pozwoli uzyskiwać prognozy krótkoterminowe niemal w czasie rzeczywistym i z dużą rozdzielczością przestrzenną. W ten sposób zaspokojone zostanie rosnące zapotrzebowania na dostęp do wyników obserwacji i prognoz hydrologicznych.

W efekcie prac zespołu badawczego WATERLINE powstaną sieciowe aplikacje w formie map, wykresów oraz wskaźników wykorzystujących rozszerzoną i wirtualną rzeczywistość. Skorzystają z nich np. hydrolodzy czy przedstawiciele jednostek zarządzających gospodarką wodną. Ponadto zwykli użytkownicy aplikacji crowdsourcingowych, które wykorzystują dane lokalizacyjne, będą mogli dostarczać informacje o zdarzeniach hydrologicznych i ich skali. Stanie się to dodatkowym źródłem danych dla modeli i prognoz. Poszczególne grupy użytkowników, np. rolnicy i sektor rolny, organy gospodarki wodnej, straże pożarne, przedsiębiorcy turystyczni, uczniowie szkół będą aktywnie uczestniczyć w rozwoju interfejsów sieciowych zwiększając przez to ich użyteczność.

Z polskiej strony projektem WATERLINE kieruje dr inż. Przemysław Wachniew z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej. W skład polskiego zespołu badawczego wchodzą naukowcy z AGH: dr hab. inż. Bartosz Baliś, prof. AGH i dr hab. inż. Wojciech Turek, prof. AGH,  z Wydziału Informatyki, Elektroniki i Telekomunikacji, dr hab. inż. Mirosław Zimnoch, prof. AGH i mgr inż. Radosław Szostak z Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej, dr inż. Anna Żurek z Wydziału Geologii, Geofizyki i Ochrony Środowiska. Członkiem polskiego zespołu jest także prof. dr hab. inż. Adam Szymkiewicz z Wydziału Inżynierii Lądowej i Środowiska Politechniki Gdańskiej.

W pracach nad projektem biorą udział również badacze z Uniwersytetu Demokryta w Tracji (Grecja), Uniwersytetu w Oulu (Finlandia), Uniwersytetu Technicznego w Wiedniu (Austria) oraz Uniwersytetu w Neuchâtel (Szwajcaria). Koordynatorem całego projektu jest dr Alexandra Gemitzi z Uniwersytetu Demokryta w Tracji.

Partnerzy WATERLINE będą wzajemnie wspierać prace prowadzone w zlewniach badawczych znajdujących się w poszczególnych krajach oraz wspólnie rozpowszechniać wyniki projektu wśród jego interesariuszy. Realizacja projektu rozpoczęła się 1 marca 2021 r. i potrwa do lutego 2024 r.

WATERLINE otrzymał grant w wysokości 1 601 404,29 euro w zorganizowanym w Programie Ramowym Unii Europejskiej HORYZONT 2020 konkursie CHIST-ERA Call 2019. Kwota przypadająca dla AGH to 249 728,69 euro.

O finansowanie z konkursu CHIST-ERA Call 2019 mogły starać się konsorcja międzynarodowe złożone z co najmniej trzech zespołów badawczych pochodzących z co najmniej trzech krajów biorących udział w konkursie. Kierownik polskiego zespołu musiał posiadać co najmniej stopień naukowy doktora. W konkursie można było otrzymać środki na wynagrodzenia dla zespołu badawczego, wynagrodzenia i stypendia dla studentów lub doktorantów, zakup lub wytworzenie aparatury naukowo-badawczej oraz pokryć inne koszty związane z wydatkami niezbędnymi do realizacji projektu badawczego. Członkiem konsorcjum finansującego projekty CHIST-ERA jest Narodowe Centrum Nauki.

W konkursie CHIST-ERA Call 2019 złożono 162 międzynarodowe wnioski badawcze, z których finansowanie otrzymało 17 projektów. W czterech z nich będą uczestniczyć zespoły naukowców z Polski.