Big data skal forbedre søkort

Et søkort viser, hvordan et havområde ser ud i forhold at garantere sikker sejlads. Modsat et landkort, hvor du rent visuelt kan se, hvordan en vej forløber, har du ikke de samme muligheder til søs. Det kræver store mængder præcise data, som skal behandles og korrigeres, før det er muligt at lave et søkort, der er sikkert at navigere efter.

Det er en ressourcekrævende proces at indsamle et tilstrækkeligt datagrundlag til at producere et søkort. Derfor afsøger Geodatastyrelsen hele tiden nye muligheder for dataindsamling.

Drag nytte af de mange
Én af de muligheder der undersøges, er det såkaldte Crowd Sourced Bathymetry (CSB), hvor man kan indsamle dybdedata fra mange fartøjer, og netop fra fartøjer, der i forvejen besejler et givent område.

Mange skibe sejler i forvejen med et ekkolod, og det er det potentiale, der skal udnyttes, som vi tidligere har beskrevet, hvor Geodatastyrelsen i samarbejde med Sternula har udviklet TCSB-boksen Gavian, som indsamle værdifulde marine data fra disse ekkolod.

Nordjysk samarbejde i europæisk perspektiv
Netop her kommer Aalborg Universitet ind i billedet. For både Aalborg Universitet og Geodatastyrelsen er en del af EU-projektet MobiSpaces, som fokuserer på at udvikle datastyringsplatforme, der har fokus på mobile data, der kan behandles decentralt i en sådan grad at de kan levere brugbare data tilbage og dermed forbedre databehandlingen for alle.

Institut for Datalogi på Aalborg Universitet bidrager med den nødvendige ekspertise inden for mobility analytics og big data, særligt spatio-temporale data, som er meget relevante for Geodatastyrelsens arbejdsområder.

Geodatastyrelsen bidrager til projektet med en konkret case, hvor en CSB-boks ombord på et skib skal opsamle dybdedata undervejs til sin destination, og sammenligne de indsamlede data med et søkort, der er lagret i boksen.

Kunstig intelligens styrker søkortene
Opdager boksen, at det er uoverensstemmelser mellem det, der står i søkortet, og det den opdager i den virkelige verden, skal Geodatastyrelsen have den information hurtigt.

Boksen ombord på skibet skal trænes til, via kunstig intelligens, nærmere betegnet den såkaldte federated learning, at vurdere om den indsamlede data har høj eller lav prioritet. Vurderes det til at have en høj prioritet, vil boksen automatisk sende dataene afsted til Geodatastyrelsen via en satellitforbindelse, men kommunikation via satellit er en forholdsvis bekostelig affære. Derfor er meningen at boksen skal vælge at vente med at afsende de ikke kritiske data, til der er en hurtigere og billigere forbindelse tilgængelig, hvis den vurderer, at oplysningerne er lavere prioriteret. Her er det forskerne på Institut for Datalogi, der udvikler de algoritmer, der sikrer, at der kun bliver sendt data, når de har høj prioritet.

På samme måde vil boksen kunne modellere søkort, hvis den sejler i et uopmålt område Den vil simpelthen lagre de registrerede dybder. Med flere gennemsejlinger i et uregistreret område, vil man på den måde på længere sigt kunne opbygge et datagrundlag, der er solidt nok til at kunne navigere efter. Det er i hvert fald fremtidsvisionen.

Der er desuden et besparelsespotentiale i at placere sådanne bokse på flere fartøjer. Dels opnås der en større dækning, data bliver indsamlet langt hurtigere og den efterfølgende databehandling bliver også mere smidig og effektiv.

Men der er også en anden, og måske mere håndgribelig potentiel besparelse at hente. For af indlysende årsager sejler skibe helst ikke i områder med minimal søkortdækning. Men hvis man nu kan indsamle data fra flere mindre fartøjer, der ikke stikker så dybt som de store skibe, kan der findes nye, kortere og hurtigere sejlruter. På den måde er der potentiale for at spare både brændstof, tid og penge.

Projektet er godt i gang
Projektet blev sat i søen den første september, og nu begynder de første resultater at tikke ind. Og hos Geodatastyrelsen er der tydelige begejstring at spore:

- Vi er meget glade for samarbejdet med Aalborg Universitet, hvor vi sammen kan udforske brugen af nye teknologier på tværs af landegrænser. Samtidig er EU-projektet en oplagt mulighed for os for at erfaringsudveksle med andre myndigheder, der sidder med de samme udfordringer, som os, forklarer Niels Tvilling Larsen, kontorchef i Søkort og Marine Data ved Geodatastyrelsen.

Kristian Torp, professor MSO på Institut for Datalogi, Aalborg Universitet, oplever også, at samarbejdet i projektet giver stor værdi:

- Geodatastyrelsen bidrager med en domæneforståelse, som betyder, at vi som forskere dels kan få viden om problemstillinger, som vi ikke kendte til, dels kan gøre vores forskningsresultater anvendelige i praksis, forklarer han.

Flere projekter
Geodatastyrelsen samarbejder også med Aalborg Universitet om DIREC projektet, der handler om at definere en fremtidig databehandlingsplatform til håndtering af batymetriske og geografiske marine data.

Målet med platformen er, at den skal understøtte en bred variation af datakilder, fra traditionelle batymetriske dybdedata opmålt med ekkolod over til nyere og andre teknologier som satellit data, LiDAR data og AIS skibsinformationsdata. Målet med platformen er, at den skal binde disse meget forskellige teknologier sammen på en fælles platform, hvor data kan integreres og levere nye produkter til navigation, søfart og marine analyser med fokus på både sikkerhed, bæredygtighed, forbedret miljøaftryk.