Gastbeitrag von
Benjamin Schnitzer,
Sales Manager Government Deutschland
Hexagon

In der Stadt Köln lassen sich Quellwasserleitungen und Abwasserkanäle bis ins 1. Jahrhundert zurückverfolgen. Sie wurden im Römischen Reich in der Colonia Claudia Ara Agrippinensium (später Köln) angelegt. Zwei Jahrtausende später nutzt die Stadt nun Künstliche Intelligenz (KI) als Teil ihres Abwassermanagements. Konkret wird die Technologie eingesetzt, um sicherzustellen, dass die Grundstückseigentümer eine gerechte Bemessung der Abwassergebühren im Rahmen der gesplitteten Abwassergebührenordnung erhalten, also der getrennten Erhebung von Gebühren für Schmutz- und Niederschlagswasser.

"Die Stadtentwässerungsbetriebe (StEB) Köln sind für die Abwassersammlung und -reinigung, die Überflutungsvorsorge bei Hochwasser und Starkregen sowie die Pflege und Verbesserung der Gewässer im Stadtgebiet zuständig. Jahrelang wurde mit hohem Aufwand die Abwasserabgabe für die Grundstückseigentümer ermittelt", sagt David Paff, Leiter des Kundenservices der StEB Köln.

Einfache Aktualisierung der Daten

Da die Grundstückseigentümer nur selten das Hinzufügen oder Entfernen von versiegelten Flächen melden, müssen die StEB Köln die Daten manuell erfassen und mit den Grundstückseigentümern abgleichen. "Wir haben derzeit zwei Mitarbeitende, die das gesamte Kölner Stadtgebiet abdecken", so Paff. "Es ist personell einfach nicht möglich, alles flächendeckend auf einmal zu erfassen und zu aktualisieren."

Um dieser Herausforderung zu begegnen, beauftragten die StEB Köln im Jahr 2022 Hexagons Safety, Infrastructure & Geospatial Division mit einem Pilotprojekt, bei dem die GeoKI-Technologie des Unternehmens zur Messung von Flächennutzungsänderungen Einsatz fand. Das Pilotprojekt, das in einem kleinen Bereich der Stadt durchgeführt wurde, gab Gewissheit, dass die mit KI ermittelten Ergebnisse die Erwartungen erfüllen und sogar mehr liefern können. Der Auftrag zur Aktualisierung der Daten für das gesamte Stadtgebiet wurde im Dezember 2023 vergeben und die Daten wurden der Stadt Köln im April 2024 durch Hexagon geliefert.

Informationen zu Flächenversiegelung

Die Lösung nutzte KI, um Luftbilder von jedem Grundstück der 400 Quadratkilometer großen Stadt zu analysieren und genau zu bestimmen, wo seit der letzten Erhebung Neuversiegelungen auf Flächen entstanden sind. Die GeoKI-Lösung identifiziert und klassifiziert Grundstücksflächen automatisch anhand der mittels Luftbildsensoren erzeugten Rohbilder (samt Überlappungen). Dabei werden auch Hindernisse wie Schatten, Vegetation und Dachüberstände erkannt, die die Auswertung beeinträchtigen könnten. Die daraus resultierenden Informationen werden über eine Schnittstelle, die auf den Standards des Open Geospatial Consortiums (OGC) basiert, im Unternehmens-GIS der StEB Köln zur Verfügung gestellt.

Damit verfügt die Stadt Köln erstmals über einen flächendeckenden Datensatz zur Versiegelung – ermittelt durch KI. Diese Informationen werden genutzt, um die bestehenden Daten zu aktualisieren und eine transparente Sicht auf die Abwassergebühren für alle Grundstückseigentümer zu erhalten. Zudem ergaben sich bei den Stadtentwässerungsbetrieben dank der neuen Technologie Verfahrenserleichterungen und das Personal konnte effizienter eingesetzt werden.

"Hexagon hat mit dieser flächendeckenden automatisierten Auswertung ins Schwarze getroffen, die für uns auch kostenmäßig sehr attraktiv ist", sagt Marcel Sat vom IT-Anforderungs- und Produktmanagement der StEB Köln. "Man bekommt eine flächendeckende Erfassung für ganz Köln zu einem relativ moderaten Preis, der fast dem eines Luftbildfluges entspricht – das ist billiger, als jemanden zu engagieren, der diese Flächen über Jahre hinweg manuell erfasst."

Nutzung auch für Nachhaltigkeitsinitiativen

Die detaillierten Ergebnisse werden direkt an die Grundstückseigentümer weitergeleitet, die um Zustimmung oder Rückmeldung gebeten werden. Er muss dann nur noch ankreuzen, ob die jeweiligen Flächen in die Kanalisation einleiten oder ob das Wasser oberflächig versickert.

"Indem wir dem Grundstückseigentümer oder dem Ansprechpartner alle Informationen zur Verfügung stellen, die unser System bereitstellt, halten wir die Hürde zur Teilnahme so niedrig wie möglich", sagt Sat. Die StEB Köln erwarten angesichts der Detailliertheit und Genauigkeit von Hexagons GeoKI kaum Beschwerden.

Neben der Feststellung von Veränderungen bei den befestigten Flächen werden die Daten nun auch zur Stärkung von Nachhaltigkeitsinitiativen in der Stadt genutzt, zum Beispiel zur Ermittlung von Gebieten, die sich für Renaturierungen eignen, das heißt für den Ersatz von Pflaster und Beton durch Grünflächen und Gärten, um das Stadtklima zu verbessern und den Niederschlagsabfluss zu verringern.