Künstliche Intelligenz unterstützt Gebäudeerkennung in der Vermessungsverwaltung

Luftbildaufnahme von Grundstücken, auf der die Gebäude türkis umrandet sind.

Das Landesamt für Geoinformation und Landesvermessung Niedersachsen (LGLN) nutzt nun Künstliche Intelligenz (KI) zur Gebäudevermessung. Für die Mitarbeitenden wird somit eine bislang mühevolle Aufgabe deutlich leichter. IBM Technology unterstützte das Projekt in der Anfangsphase. 

 

Zu den Hauptaufgaben des Landesamts für Geoinformation und Landesvermessung Niedersachsen (LGLN) gehört es, das Liegenschaftskataster mit Angaben zu Grundstücksgrenzen und der Lage von Millionen von Gebäuden aktuell zu halten.  Bislang mussten die Mitarbeiten dazu die im Laufe der Jahrzehnte sehr heterogen dokumentierten Daten systematisch mit Luftbildern abgleichen – ein mühseliger und wenig effizienter Arbeitsschritt. Um die Mitarbeiten zu entlasten und die Effizienz zu erhöhen, sollte eine Künstliche Intelligenz fortan einen Teil dieser Aufgabe übernehmen. 

Projektablauf und Beteiligung von IBM

Das Projekt zur Entwicklung eines Prototyps für die KI-Gebäudeerkennung startete im Januar 2020. IBM unterstützte das LGLN in der Anfangsphase in drei grundlegenden Bereichen: 

  • der Entwicklung eines Proof of Concept,  
  • der Beschaffung leistungsstarker Cloud-Ressourcen und 

Das Projektteam entwickelte den Prototyp im Hybrid-Cloud-Ansatz und nutzte dazu ausschließlich Open-Source-Komponenten und Cloud-Ressourcen wie die IBM Cloud und Watson Machine LearningEine hohe Verarbeitungsgeschwindigkeit, Skalierbarkeit und Performanz der Lösung standen bei der Auswahl im Vordergrund. 

Die graphische Benutzeroberfläche (UI) entwickelte das Team mittels Design Thinking in Abstimmung mit den späteren Nutzenden. Der wöchentliche Austausch mit diversen Kataster-Regionaldirektionen in Niedersachsen zeigte sich als gewinnbringend, da die Mitarbeitenden so frühzeitig die Funktionen und Grenzen der Anwendung kennenlernen und wichtigen fachlichen Input für die Entwicklung geben konnten. 

Ziel war von Anfang an, dass das LGLN die Software künftig selbstständig verwalten und weiterentwickeln würde. Im Januar 2021 gründete sich daher ein KI-Team auf Kundenseite, dass im Laufe des Jahres das Projekt komplett übernehmen und selbstständig weiterentwickeln konnte. 

Mensch und Maschine – ein hervorragendes Team

Das Ergebnis nach rund fünf Jahren Projektarbeit: eine KI-basierte Anwendung als Entscheidungshilfe für Fachexpertinnen und -experten. Mittels Bildsegmentierung erkennt die KI aus der Luft sichtbare Dächer und somit Gebäude und zeichnet sie präzise nach. Dann gleicht sie die Daten mit den Angaben im Katasterverzeichnis ab. 

Findet die KI in den Luftbildern Unterschiede zu den Angaben im Katasterverzeichnis, muss dies durch Menschen geprüft und bestätigt werden. Dazu nutzen die Mitarbeitenden des LGLN eine Web-Anwendung, die das Projektteam ebenfalls entwickelt hat. Ein Auswahlmenü fragt ab, ob die KI die Unterschiede korrekt erkannt hat und die Gebäude neu erfasst werden müssen oder nicht. Im Vergleich zum bisherigen Verfahren, alle Daten systematisch abgleichen zu müssen, ergibt sich so eine deutliche Arbeitserleichterung und Zeitersparnis für die Mitarbeiten. Während ein Mensch 30 Jahre bräuchte, um alle Gebäude in Niedersachsen zu kennen, benötigt die KI nur fünf Tage.

Das Feedback der Nutzenden zu den Vorschlägen der KI nutzt das Entwicklungsteam, um die KI gezielt weiter zu trainieren, damit sie in Zukunft die Gebäude noch präziser erkennen und unterscheiden kann. Die KI-gestützte Software zur Gebäudeerkennung könnte künftig auch von Vermessungsverwaltungen anderer Bundesländer genutzt werden. 

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Ein Mann im Anzug lächelt. Er trägt eine schwarze Brille.
Wolfgang Hildesheim
Head of Data Science & Artificial Intelligence Leader; AI Ambassador, IBM Technology DACH

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