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Wie man komplexe Meeresdaten in der Offshore-Windbranche organisiert

Wie man komplexe Meeresdaten in der Offshore-Windbranche organisiert

Das rasche Wachstum von Offshore-Windparks hat zu einem erhöhten Bedarf an genauen und zuverlässigen Daten und Datenmanagement geführt. Die Meeresdaten können in zwei Kategorien unterteilt werden: (1) Sensordaten, die während verschiedener Vermessungsarbeiten erfasst werden, und (2) Nicht-Sensordaten wie Dokumentation, Planung/Entwurf und Bewertungen. Die Sensordaten liefern Informationen über z. B. Wassertiefen, Strömungen, Wellenhöhen und Meeresbodenbedingungen und werden in verschiedenen Dateiformaten gespeichert, da sie per Fernerkundung oder direkt gemessen und beprobt werden. Die Kombination dieser verschiedenen Dateiformate zu umfassenden und realistischen Datenprodukten (z. B. Karten) der Meeresumwelt ist für die Planung, den Bau und den effizienten Betrieb von Windparks entscheidend. In diesem Artikel werden wir uns mit der Bedeutung von Datendateiformaten befassen, Meeresvermessungen erkunden, verschiedene Arten von Meeressensoren untersuchen und Dateiformate für Unterwassersensordaten und Nicht-Sensordaten diskutieren.

Die Bedeutung von Meeresdaten für den Betrieb von Offshore-Windparks

Offshore-Windparks benötigen umfangreiche Meeresdaten, um ihre erfolgreiche Planung, ihren Bau und ihren Betrieb zu gewährleisten. Dementsprechend werden Sensordaten durch Erhebungen erfasst und sollen ein umfassendes Bild der Meeresumwelt liefern. Genaue und aktuelle Daten sind unerlässlich, um fundierte Entscheidungen zu treffen, Risiken zu minimieren und die Leistung von Windparks zu optimieren.

Meeresuntersuchungen: Entdeckung der Unterwasserwelt

Meeresuntersuchungen werden durchgeführt, um die Meeresumwelt zu messen und abzubilden. Dazu werden spezielle Schiffe, Instrumente und Techniken eingesetzt. Dabei werden Informationen wie Bathymetrie, Zusammensetzung des Meeresbodens, chemische und physikalische Wassereigenschaften und biologische Parameter erfasst. Diese Informationen bilden die Grundlage für eine umfassende Bewertung der Machbarkeit und Eignung eines bestimmten Standorts für Offshore-Windenergieprojekte.

Arten von Meeressensoren

Meeresuntersuchungen stützen sich auf spezielle Geräte und Techniken, um wichtige Daten zu sammeln. Zu den gängigen Sensoren, die bei diesen Untersuchungen zum Einsatz kommen, gehören Echolote, Side-Scan-Sonare, Sub-Bottom-Profiler, geschleppte Streamer, Magnetometer und Unterwasserprobenahmegeräte. Jeder Sensor dient einem bestimmten Zweck, z. B. der bathymetrischen Kartierung, der Darstellung des Meeresbodens, der Identifizierung geologischer Schichten, der Erkennung magnetischer Anomalien und der Untersuchung von Meeresleben und Umweltbedingungen. Diese Sensoren spielen eine entscheidende Rolle bei der Erfassung genauer Informationen für verschiedene Offshore-Aktivitäten, einschließlich der Planung von Windparks, Umweltbewertungen und der Erkundung von Ressourcen. Die vielfältigen Instrumente und die anspruchsvolle Vermessungsumgebung führen zu einer großen Vielfalt an Verarbeitungsabläufen und Dateiformaten.

Dateiformate für Sensordaten

Für die Speicherung und den Austausch von Daten, die von Unterwassersensoren bei Meeresvermessungen gewonnen werden, werden verschiedene Dateiformate verwendet. Fächerecholote liefern Daten über die Tiefe des Meeresbodens (Bathymetrie) und die Beschaffenheit des Meeresbodens (Rückstreuung). Fächerecholotdaten werden je nach Verarbeitungsstufe (z. B. Rohdaten, verarbeitete Daten, Datenprodukt) in einer Vielzahl unterschiedlicher Formate gespeichert und weitergegeben. Zu den am häufigsten verwendeten Formaten gehören ALL, KMALL, S7K, GSF, XTF, XYZ, LAS, LAZ und GeoTiff. Für Side-Scan-Sonardaten sind die am häufigsten verwendeten Dateiformate XTF, JSF, SDF und GeoTiff, die detaillierte Informationen über die Struktur des Meeresbodens liefern. Subbottom-Profiler-Daten geben Aufschluss über geologische Schichten und Reflexionen im Untergrund und werden normalerweise als SEG-Y- und SEG-D-Dateien gespeichert und weitergegeben. Magnetometerdaten werden in der Regel in XYZ- und CSV-Dateien gespeichert und geben Aufschluss über magnetische Anomalien auf und unter dem Meeresboden. Für Unterwasserprobenahme-Daten können die Dateiformate je nach Art der gesammelten Daten variieren, darunter XLSX, CSV, PDF, DOCX oder spezielle geologische Softwareformate für biologische, chemische und geologische Proben. Die Verwendung von Kameras zur Erstellung von Bildern (JPEG, PNG, TIFF) und Videos (MP4, MOV, AVI) ermöglicht es Interessenvertretern, Ingenieuren und Planern, den geplanten Windpark effektiv zu visualisieren, Ideen zu kommunizieren und Ergebnisse während des Planungsprozesses zu dokumentieren.

Jedes Format hat seine Vor- und Nachteile in Bezug auf Datenspeicherung, Interoperabilität und Analysemöglichkeiten. ASCII-Formate (z. B. XYZ, CSV) können von fast jeder Software gelesen werden, führen aber in der Regel zu großen Dateien, die für die Speicherung und Weitergabe ineffizient sind. Im Gegensatz dazu sind Binärformate für eine effiziente Speicherung, eine schnelle Ein- und Ausgabegeschwindigkeit und die gemeinsame Nutzung großer Datenmengen optimiert. Die Vielfalt der verschiedenen binären Dateiformate macht jedoch die Verarbeitung und Analyse komplexer. Die Vereinheitlichung verschiedener Sensordatenformate in ein gemeinsames Dateiformat ist eine anspruchsvolle Aufgabe, da die Informationen genau zusammengeführt werden müssen. Daher werden Vereinheitlichungs- und Standardisierungsprozesse in den derzeitigen Arbeitsabläufen in der Regel vermieden, trotz des immensen Potenzials gemeinsamer, einheitlicher Dateiformate für eine verbesserte Datenverwaltung (Wehner et al., 2022 -
 https://doi.org/10.58440/ihr-28-a10).

Dateiformate für Nicht-Sensor-Daten

Für den Bau und die Wartung eines Offshore-Windparks müssen die Daten der Projektdokumentation, der technischen Entwürfe, der Umweltverträglichkeitsprüfungen usw. ordnungsgemäß verwaltet werden. Diese nicht-sensorbezogenen Daten werden in der Regel in PDF-, DOCX-, XLSX- und CAD-Dateien gespeichert und weitergegeben. Ein effizienter Umgang mit diesen Formaten gewährleistet ein ordnungsgemäßes Dokumentenmanagement im gesamten Windpark. Sie spielen eine entscheidende Rolle bei der Erleichterung der Zusammenarbeit, der Entscheidungsfindung und der Einbeziehung der Öffentlichkeit in Offshore-Windparkprojekte.

Vereinheitlichung von Datendateiformaten: Verbesserte Planung und Leistung von Offshore-Windparks

Das rasche Wachstum von Offshore-Windparks hat zu einer erhöhten Nachfrage nach genauen und zuverlässigen Daten geführt. Eine fundierte Datenverarbeitung und die Vereinheitlichung heterogener Datenformate sind für die effiziente Planung, den Bau und den Betrieb von Windparks unerlässlich. Geophysikalische und geotechnische Vermessungen sowie Meeressensoren liefern wichtige Informationen über die Meeresumwelt und helfen bei der Standortbewertung und Risikominderung. Eine Vereinheitlichung der verschiedenen Datenformate, die aus diesen Vermessungen gewonnen werden, ermöglicht einen schnelleren, fundierten Entscheidungsprozess und eine optimierte Leistung des Windparks.

Ein einheitliches Datenformat führt zu schnelleren Durchlaufzeiten und effizienten Arbeitsabläufen und damit zu geringeren Kosten. Effiziente Datenverwaltung und Dateifreigabe verlagern sich immer mehr von einzelnen Desktop-Computern und lokalen Dateiservern auf webbasierte Cloud-Dienste. Daher gewinnen für diese Infrastruktur optimierte Datenformate immer mehr an Bedeutung. Ein Beispiel für ein solches vereinheitlichtes, cloud-optimiertes Datenformat ist das Apache-Parquet-Format (https://parquet.apache.org/), das quelloffen, cloud-nativ, hoch komprimierbar und mit den meisten Programmiersprachen interoperabel ist (Wehner et. Al., 2022 - https://doi.org/10.58440/ihr-28-a10). Dafür wurde die TrueOcean Marine Data Platform im Kern geschaffen.
 

Fazit

Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die erfolgreiche Umsetzung von Offshore-Windparks von der effektiven Nutzung und Handhabung verschiedener Datenformate abhängt. Durch die Integration und Vereinheitlichung von geophysikalischen und geotechnischen Vermessungen, Meeressensoren und nicht-sensorischen Daten kann sich die Offshore-Windindustrie nachhaltig weiterentwickeln. Dazu gehören die Nutzung des enormen Potenzials erneuerbarer Energiequellen und die Optimierung der Betriebseffizienz bei gleichzeitiger Reduzierung der Auswirkungen auf die Meeresumwelt und der Risikominderung.

 

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