Herausforderung
Visualisierung von Umwelt- und Verkehrsdaten
Im Projekt DEUS-SmartAir“, gefördert durch das mFUND-Programm des BMDV (Bundesministerium für Digitales und Verkehr), werden gemeinsam mit einem Konsortium aus Technologie-, Forschung- und Industriepartnern qualifizierte Umwelt- und Verkehrsdaten in den Regionen Teltow und Halberstadt erfasst und ausgewertet. Ziel ist es, eine schnelle und einfache Emissions- und Verkehrsanalyse und -überwachung zu ermöglichen, um langfristig zu einer nachhaltigen und umweltverträglichen Raum- und Stadtplanung beizutragen.
Die Neofonie Gruppe wurde beauftragt, bei der Aufbereitung der Daten zu unterstützen und eine benutzerfreundliche Webplattform zur Datenvisualisierung sowie eine Informationswebsite zu erstellen.
TASKS
Beratung
Datenmanagement
BITV
UX/UI-Design
Entwicklung
Betrieb
TECHNOLOGIEN
TYPO3
Python
Plotly
Dash
Lösung
Datenbasis für lebenswerte Städte
In der neu entstandenen Umweltdatenplattform fließen Echtzeitdaten aus fast 100 Messstationen zzgl. 80 mobile Sensoren auf Bussen, Straßenbahnen und PPP Partnern wie McDonald zu Umwelt und Verkehr ein, die in interaktiven Karten und Dashboards nutzerorientiert bereitgestellt werden. Das Projekt ist als Full-Service Projekt der gesamten Neofonie Gruppe entstanden: Konzeption und Design erfolgten durch ION ONE, die Entwicklung durch Neofonie und die Datenanbindung und Aufbereitung durch ontolux.
Konzeption
Daten zum Leben erwecken
Wie lassen sich verschiedene Daten verständlich visualisieren, ohne an Informationsgehalt zu verlieren? Und wie werden dabei die Bedürfnisse unterschiedlicher Nutzergruppen aus Politik und Wirtschaft berücksichtigt? Unsere UX/UI Agentur ION ONE hat bei der Konzeption der Plattform auf eine Reduzierung der Komplexität, eine intuitive Bedienung und eine übersichtliche Informationsarchitektur gesetzt.
Konzeption
Nutzerinterviews und Personas
Zur Erfassung der Nutzer- und Stakeholder-Bedürfnisse hat ION ONE qualitative Nutzerinterviews mit Vertretern aus Politik und Industrie durchgeführt. Wünsche nach Features und Funktionen wurden in Feature Workshops erfasst, Wettbewerbsanalysen durchgeführt und ein Storytelling Diagramm erstellt.
Zum besseren Verständnis der Nutzerbedürfnisse wurden Personas für Mitarbeitende in Verwaltung und Industrie erstellt. Sie wurden u.a. bei Nutzerszenarien berücksichtigt.
Konzeption
Wireframes und Prototypen
Die Ergebnisse aus den Nutzerinterviews, Workshops und Analysen wurden nach der MoSCoW Methode bewertet und bilden die Grundlage für den Aufbau der Plattform. Um die Konzeptionsansätze zu visualisieren wurden mehrere Varianten von Wireframes und Low Fidelity Prototypen erstellt. Die vorhandenen Wireframes dienen als Basis für einen Klickdummy, um Nutzertests durchzuführen und damit die Plattform kontinuierlich zu verbessern.
Design
Interaktive Datenvisualisierung für optimale Transparenz
Aus den Wireframes und Prototypen entwickelte ION ONE ein User Interface, das auf Übersichtlichkeit und eine intuitive Nutzerführung achtet. Informationen zu den modularen als auch Einzelstationen sind separat und detailliert abrufbar. Die interaktiven Karten, Berichte und Dashboards ermöglichen die kontinuierliche Beobachtung und Auswertung von Umweltdaten im zeitlichen Verlauf. Die Usability ist dafür auf die Bedürfnisse der unterschiedlichen Nutzergruppen abgestimmt. Bei der Farbgestaltung der Dashboards und Karten, als auch bei der Funktionalität wurde auf die Kriterien der digitalen Barrierefreiheit geachtet.
Datenanalyse
Datenmanagement in Echtzeit
In das Datentool fließen folgende Daten in Echtzeit aus stationären und mobilen Messstationen und Sensoren ein:
Wetter (Luftdruck, Wind, Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Niederschlag)
NO2
CO2
Verkehr (aggregiert nach Klassen)
Feinstaub (Karte, Liniendiagramme)
Methan
Die Datenspezialisten von ontolux haben hierfür die Datenstrukturierung und -aufbereitung sowie die Parametereinstellungen für die Visualisierungen verantwortet. Die Daten werden dabei nicht nur wiedergegeben, sondern auch im zeitlichen Verlauf verglichen, in Korrelation miteinander gestellt und zur Auswertung bereitgestellt. Um hierbei systematisch abweichendes Messverhalten der Sensoren auszugleichen, wurden die Daten bereits vor Import durch den sog. Korrekturfaktor bereinigt. Zudem experimentierte ontolux mit der Destillation neuronaler Netze, um die Rechenkapazitäten und damit die Stromkosten zu reduzieren.
Entwicklung
Datenschnittstellen-Technologie der Extraklasse
Die Datenplattform bietet über einen Login-Bereich Zugriff auf unzählige Umwelt-, Wetter- und Verkehrsdaten. Die Echtzeitdaten werden im Minutentakt über Schnittstellen aus den Datenpools abgerufen und mit Vergleichsdaten abgeglichen. Zudem werden Korrelationen bereichsübergreifend berechnet und visualisiert. Ermöglicht werden die interaktiven Dashboards und Datenvisualisierungen durch die Python basierenden Frameworks Plotly und Dash. Die Plattform ist zweisprachig umgesetzt und wurde abschließend durch umfassende Sicherheits-, QA- und einen BITV-Check geprüft.
TYPO3 Information Website
Neben der Datenplattform hat Neofonie eine Website auf Basis von TYPO3 Version 11 zur allgemeinen Projektinformation entwickelt. In die zweisprachige, responsive Website wurden Formulare und Open Street Map integriert und wiederverwendbare Module für eine einfache redaktionelle Bearbeitung erstellt. https://www.deus-cleangrid.org/
Ergebnis
Klare Insights für gesunde Städte
Das im DEUS-SmartAir Projekt entstandene Fachinformationssystem hat tiefgreifende Erkenntnisse in Bezug auf Korrelationen zwischen Feinstaub und Verkehr wie auch NO2 und Verkehr geliefert, welche einen Paradigmenwechsel darstellen. Es liefert präzise Messdaten, die in interaktiven Karten, Berichten und Dashboards einfließen. Städte, Gemeinden, Industrien und Privatpersonen sind dadurch in der Lage, schnell und effektiv Erkenntnisse und Entwicklungen zur Luftqualität und deren Ursachen zu erkennen und Prognosen zu treffen. Diese Insights sollen bei diversen Vorhaben der Stadtplanung einfließen oder auch für die Planung von Freizeitaktivitäten (z.B. für chronisch kranke Menschen oder Allergiker) von Privatpersonen genutzt werden.
Trotz Corona, Lieferengpässe an Messgeräten und vieler Projektpartner konnte die Plattform innerhalb des Förderzeitraums fertiggestellt werden.
“Die Basis, um die Luftverschmutzung in Städten zu reduzieren, bilden qualifizierte Umweltdaten, die wir in der größten Echtzeit-Umweltdatenplattform der EU bereitstellen. Neofonie hat mit der Entwicklung und Datenanbindung entscheidend zum Gelingen beigetragen.“
Unser Kunde
DEUS POLLUTRACK Smart City GmbH i.G.
DEUS POLLUTRACK ist ein Zusammenschluss verschiedener Unternehmen und wissenschaftlicher Einrichtungen aus Europa zur Generierung von Umweltdaten mit dem Ziel, Lösungen für einen nachhaltigen Umwelt- und Gesundheitsschutz zu entwickeln. Das in Stahnsdorf bei Berlin ansässige Unternehmen hat sich auf die Herstellung hochpräziser Luftverschmutzungs-Messtechnik spezialisiert und baut seit 2016 das DEUS Pollutrack-Netzwerk auf. Dieses umfasst über 5.000 Sensoren in über 30 EU-Städten und macht es damit zur größten Echtzeit-Umweltdatenplattform der EU.
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