Am Ende eines weiteren Jahres der Entwicklung von Software-Prototypen, des Experimentierens mit dem Datenzugriff und der Debatte über die Überwindung der zahlreichen Herausforderungen der Geodatentechnologie trafen sich Teams der OGC-Mitgliedsorganisationen in Washington D.C., um die Arbeit des Jahres 2023 auszutauschen und dem OGC bei der Entscheidung zu helfen, welche Herausforderungen wir im Jahr 2024 angehen sollten.
Vertreter von Regierungsbehörden und der Industrie – von FEMA und Natural Resources Canada bis hin zu Intact , Kanadas größtem Versicherer – stellten ihre Erfolge, aktuellen Bedarfe und Ziele vor. In Podiumsdiskussionen, Demos und informellen Gesprächen bei einer Tasse Kaffee tauschten sich Teams von Startups wie FloodMapp und Navteca bis hin zu etablierten Branchenakteuren wie Bentley Systems und GDIT darüber aus, wie sie den heutigen Anforderungen gerecht werden und die Werkzeuge und Systeme der Zukunft mitgestalten können.
Hier sind drei wichtige Erkenntnisse aus dem Zuhören:
- Während das Betrachten von Karten die naheliegende Art ist, mit räumlichen Daten zu interagieren, könnten Fortschritte in der künstlichen Intelligenz (KI) dazu führen, dass die Konversation mit einer Karte zur Normalität wird. Was dieser Wandel jedoch bedeutet, ist weniger klar.
- Sensoren, Umfragen und Bürger produzieren weiterhin massenhaft Daten. Verschiedene Ansätze – von der Indizierung und Katalogisierung bis hin zum Tagging und dem semantischen Web – helfen uns, uns in diesem endlosen Meer an Daten zurechtzufinden. Doch allzu oft gelingt es uns nicht, die richtigen Daten zu finden, wenn wir sie brauchen.
- Wenn wir ein weiteres 'A' hinzufügen würden zu FAIR-Prinzipien, es könnte für „Actionable“ (umsetzbar) stehen. Selbst wenn Sie die benötigten Daten finden, darauf zugreifen und sie mit anderen Daten kombinieren können, sind robuste Methoden zur Umwandlung all dieser Daten in umsetzbare Informationen nach wie vor begrenzt. Der Druck auf Organisationen, über wie Ihre Daten stützen ihre Entscheidungen und könnten im Jahr 2024 die Zusammenarbeit an Standards zur Beschreibung von Modellierungs-, Inferenz- und Argumentationsketten vorantreiben.
KI verändert die Art und Weise, wie wir mit Karten und räumlichen Daten interagieren.
Nach der öffentlichen Einführung von ChatGPT Ende 2022 wurde „KI“ im Jahr 2023 zum Mainstream – und ihre Anwendungsmöglichkeiten im Geodatenbereich erweiterten sich. Dies wurde bei den Innovation Days 2023 deutlich.
Anfang der 2020er-Jahre konzentrierte sich die Begeisterung für KI in der Geodaten-Community auf die Automatisierung des aufwendigen Prozesses der Identifizierung wichtiger Objekte in Satellitenbildern und der Extraktion relevanter Datenpunkte aus großen Datensätzen. Dies veränderte die Arbeit vieler Geodatenanalysten und -entwickler grundlegend, wie Rich Frazier (USGS), Vorsitzender des KI-Panels, feststellte. Die Art und Weise, wie die meisten Menschen mit Karten und Geodaten interagieren, blieb jedoch weitgehend unverändert . Im Mittelpunkt der Diskussion des Panels standen die potenziellen Folgen unserer neu gewonnenen Fähigkeit, mit KI-Tools zu kommunizieren und sie beispielsweise mit der Erstellung von Karten oder der Durchführung räumlicher Analysen zu beauftragen.
Viele von uns nutzen diese Technologie bereits in bestimmten Kontexten, beispielsweise um sich per Smartphone den Weg beschreiben zu lassen. Fortgeschrittene räumliche Analysen erfordern jedoch weiterhin Maus und Menüs. Daher erschien die Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP) im Jahr 2023 als ein solcher Durchbruch. Sie birgt das Potenzial, spezialisierte Software und Fachsprache zu umgehen und die Einstiegshürde für die Nutzung von Geodaten nahezu vollständig zu beseitigen. Es überrascht daher nicht, dass NLP in mehreren Präsentationen Erwähnung fand, unter anderem von Shayna Solis, Mitbegründerin von Navteca, und Brian Goldin, Gründer von Voyager Search . Darüber hinaus könnte sie Entwicklern und Analysten effizienteres Arbeiten und die Entwicklung besserer Produkte ermöglichen. Matt Webster von Barbaricum, der den Ökonomen Richard Baldwin aus dessen Präsentation auf dem Wachstumsgipfel des Weltwirtschaftsforums im Mai 2023 paraphrasierte, hob hervor: „KI wird Ihnen nicht den Job wegnehmen, aber jemand, der KI einsetzt, wird es tun.“ Der Spezialist, der NLP-KI-Technologie nutzt, verfügt über ein weiteres Werkzeug und wird es mit hoher Wahrscheinlichkeit zu seinem Vorteil einsetzen.
Die Erkenntnis ist, dass der aktuelle Stand der KI nicht nur den Zugang zu georäumlichen Informationen demokratisiert, sondern auch die Benutzererfahrung und das Engagement verbessert – wenn wir lernen können, die richtigen Fragen mit den richtigen Worten zu stellen. Dies ist der schwierige Teil des Problems. Wenn Geodaten wirklich in allem stecken, gibt es eine Vielzahl von Fragen (auch Prompt Engineering genannt), die wir den NLP-KIs beibringen müssen. Die Organisationen, die sich bei den Innovation Days 2023 versammelt haben, könnten anfangen, viele NLP-Tools für eine Aufgabe zu entwickeln, die Anwendung „Fahrtanweisungen“ zu verbreiten oder allgemeinere Möglichkeiten anstreben, unsere Ziele bei der Kartenerstellung zu beschreiben, wenn wir mit einem KI-Tool sprechen. So oder so sieht es so aus, als würde diesem Bereich ein arbeitsreiches Jahr 2024 bevorstehen.
Es ist immer noch zu schwierig, die richtigen Daten zu finden, wenn wir sie brauchen
„Wenn es um die Planung der Klimaresilienz auf Anlagenebene geht, wollen die meisten Leute keine Daten, sondern datenbasierte Antworten auf wichtige Fragen. Unsere Herausforderung besteht darin, ihnen dabei zu helfen, aus unseren Daten verwertbare Informationen in Form von Antworten in einfacher Sprache auf ihre Fragen zu gewinnen.“
David Herring, Leiter der Abteilung für Kommunikation, Bildung und Engagement – NOAA Climate Program Office.
Ein häufig diskutiertes Thema bei den Innovation Days 2023 war die anhaltende Schwierigkeit, die richtigen Daten zum richtigen Zeitpunkt zu finden. Scott Kaplan ( USGS , Civil Air Patrol ) sprach über die dringende Notwendigkeit dieser Daten zur Unterstützung von Einsatzkräften im Kampf gegen Waldbrände. Kasie Richards ( Amerikanisches Rotes Kreuz ) betonte den Bedarf an den richtigen Daten für die Planung zukünftiger Extremwetterereignisse, die sich von früheren unterscheiden werden. Tom Landry ( Intact ) wies auf die Notwendigkeit öffentlich-privater Partnerschaften hin, um die von privaten Einrichtungen gespeicherten Daten auffindbar und nutzbar für gemeinwohlorientierte Anwendungen zu machen.
Kataloge, Indizes, Systeme zur semantischen Wissensorganisation und maschinenlesbare Metadatensysteme haben in den letzten Jahren an Bedeutung gewonnen, da Unternehmen versuchen, mit dem Datenwachstum Schritt zu halten. Doch die Gespräche der Diskussionsteilnehmer lassen darauf schließen, dass diese Ansätze das Problem nicht gelöst haben – und dass es sich durch die Generierung weiterer Daten sogar noch verschärft.
Alan Lediner ( NYC GISMO ) bezeichnete die Unfähigkeit, in all diesen Daten das zu finden, was wir brauchen, als ein „Kommunikationsproblem“. Diese Sichtweise verbindet das, woran wir feststecken (die richtigen Daten zu finden), mit dem, worauf wir hinarbeiten (die Verwendung von natürlichsprachlichen Abfragen), erfordert aber (erneut), dass wir herausfinden, wie wir beschreiben, was wir meinen, wenn wir von „den richtigen Daten“ sprechen.
Ein weiterer Faktor macht die Lösung des Auffindbarkeitsproblems bis 2024 besonders dringlich: die explodierenden Kosten durch Datenredundanz. Oftmals erstellen Nutzer lokale Kopien von Daten, die sie vermeintlich benötigen, um später schnell darauf zugreifen und sie in ihrer eigenen Infrastruktur weiterverarbeiten zu können. Dave Borges ( CEOS , NASA ) wies auf die unbeabsichtigten Folgen dieser weit verbreiteten Praxis hin: explodierende finanzielle (und ökologische) Kosten und paradoxerweise zunehmende Schwierigkeiten, die „richtige“ Version eines Datensatzes zu finden, da mehrere Organisationen ihre eigenen Versionen von Datensätzen in der Cloud bereitstellen. Es ist schwer vorstellbar, dass wir diese Gewohnheit ändern können, ohne Vertrauen zu schaffen, dass die Datensätze anderer Organisationen auffindbar (und im Allgemeinen FAIR) sind, wenn sie benötigt werden. Designs, die das Verhalten und die Einstellung der Nutzer gegenüber ihren Datenquellen berücksichtigen, könnten die Auffindbarkeit verbessern, während die Organisationen, die sich auf den Innovation Days 2023 treffen, die nächsten Cloud-nativen Geodaten-Systeme entwickeln.
Daten sind verwertbar, wenn sie rechenschaftspflichtig sind
Die Reaktion auf Notfälle, die Vorbereitung auf künftige Extremereignisse und die Neugestaltung von Infrastrukturen im Hinblick auf den Klimawandel sind allesamt wichtige Anwendungsbereiche für Geodaten und -technologien, die Auswirkungen auf das Leben von Menschen und Gemeinschaften haben. Craig Fugate ( FEMA ) hob diese Auswirkungen in seiner Keynote bei den Innovation Days 2023 hervor.
Craig ermutigte uns, unsere Herausforderungen anders zu betrachten, und schlug konkrete Änderungen vor, wie etwa einen „Maximum-of-Maximum-Ansatz“ bei der Formulierung eines Notfallplans, der die Reaktion im Verlauf eines Notfalls schnell ausweiten kann. Ebenso wichtig waren seiner Meinung nach vorgeschlagene Änderungen an der längerfristigen Planung und Reaktion, wie etwa die explizite Berücksichtigung von Gerechtigkeit und Gleichheit bei der Planung des Einsatzes von Ressourcen zur Verhinderung von Katastrophen oder zum Wiederaufbau nach ihrem Eintreten. Dieser Innovationsschub, der viele Jahre in Anspruch genommen hat und an sich schon eine Herausforderung darstellt, sieht sich neuen Komplikationen gegenüber, da er mit einem wachsenden Verlangen nach Rechenschaftspflicht zusammentrifft.
Rechenschaftspflicht und die Fähigkeit, nachzuweisen, dass Entscheidungen auf fundierten Daten und Argumenten beruhen, entwickeln sich zu einem wesentlichen Bestandteil von Entscheidungsprozessen – insbesondere für Regierungs- und öffentliche Einrichtungen. Sie fördert zudem neue, effektive Vorgehensweisen, da sie es Einzelpersonen und Organisationen ermöglicht, die vorgenommenen Änderungen mit Überzeugung zu vertreten. Zusammenfassend lässt sich aus den Kommentaren von Shanna McClain ( NASA ), Norman Speicher ( DHS ) und Ryan Ahola ( NRCan ) ableiten, dass die Geodaten-Community in der Praxis Methoden und Systeme entwickeln muss, die die Überprüfung der komplexen Datenketten, Modelle, Werkzeuge und beteiligten Personen ermöglichen, die Entscheidungen beeinflussen.
Die Entwicklung dieser Methoden und Systeme erfordert von Organisationen die Auseinandersetzung mit der Frage, wie Unsicherheit ausgedrückt wird. Verstärkt wird diese Herausforderung durch den zunehmenden Einsatz von KI-Tools. Ein Beispiel hierfür lieferte die Diskussion des KI-Panels über die visuelle Darstellung von Ergebnissen, die kein falsches Vertrauen erwecken soll. Juliette Murphys ( FloodMapp ) Präsentation verdeutlichte ein weiteres Beispiel: Sie hob die Schwierigkeiten hervor, Menschen beim Hauskauf in hochwassergefährdeten Gebieten zum Denken in Wahrscheinlichkeiten zu bewegen. Bis 2024 ist zu erwarten, dass die Themen Unsicherheit und Verantwortlichkeit weiterhin eine zentrale Rolle spielen werden, wenn neue raumbezogene Ansätze zur Klima- und Katastrophenresilienz entwickelt werden.
Was kommt als nächstes?
Die Tendenz von Geodatenorganisationen, als „Kompetenz-Silos“ zu agieren, war ein wiederkehrendes Thema mehrerer Redner bei den Innovation Days 2023. Der kollaborative, konsensbasierte Ansatz, der allen Aktivitäten des OGC zugrunde liegt, hat sich als bewährte Methode zur Bewältigung dieser Herausforderung erwiesen. Fortschritte im Jahr 2024 erfordern eine verstärkte Zusammenarbeit innerhalb der Community, insbesondere zwischen Nutzern von Geodatenwerkzeugen und denjenigen, die von den darauf basierenden Entscheidungen betroffen sind. Tatsächlich sind die Art und Weise, wie wir mit Standortdaten umgehen, wie wir die benötigten Geoinformationen finden und wie wir datengestützte Entscheidungen nachvollziehbar gestalten, allesamt Themen, mit denen sich unsere Community im Rahmen der OGC COSI-Initiativen , Arbeitsgruppen und Veranstaltungen auseinandersetzt . Einige Highlights für 2024:
- Das OGC-Arbeitsgruppe für künstliche Intelligenz in der Geoinformatik (GeoAI DWG) untersucht die Auswirkungen der Integration der Verarbeitung natürlicher Sprache (NLP) mit GIS. Diese öffentliche Gruppe konzentriert sich im Großen und Ganzen darauf, die Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Interessengruppen zu fördern, um Lücken und Auswirkungen der KI auf OGC-Standards zu beheben, und startet Anfang 2024 eine monatliche Vortragsreihe.
- SpatioTemporal Asset Catalog (STAC) ist ein vorgeschlagener OGC-Community-Standard, der den OGC-APIs entspricht und ein interoperables Metadaten-Framework bietet, das das Auffinden und Verwenden von Geodaten von verschiedenen Anbietern vereinfacht. Im Jahr 2024 werden mehrere OGC Code Sprints wird unserer Community weiterhin eine Plattform für die Zusammenarbeit an neuen OGC- und Community-Standards und -Implementierungen bieten.
- Vertrauen ist eine wesentliche Komponente bei der Erzeugung verwertbarer Geoinformationen. Da der Trend hin zu interoperablen Toolchains für Modellierung, Inferenz und Argumentation weiter anhält, werden Standards wie OGC Training Data Markup Language for Artificial Intelligence (TrainingDML-AI) kann die Vertrauenswürdigkeit verbessern, indem die Vorbereitung der Modellierungstrainingsdaten formalisiert wird, einschließlich der Datenherkunft und -qualität. Arbeitsgruppe „Training Data Markup Language für KI-Standards“ wird diese wichtige Arbeit im Jahr 2024 fortsetzen.
- Das Pilotprojekt zu Klima- und Katastrophenresilienz wird im Frühjahr 2024 starten und weiterhin Prototypen neuer standardbasierter Tools, Modelle und Methoden für kritische Anwendungen entwickeln – vom Aufbau von Warnsystemen, die die Reaktion auf Naturkatastrophen unterstützen, bis hin zur Integration von Klimamodellen in die Notfallplanung. Es ist noch Zeit, sich für die Teilnahme zu bewerben und Mittel zur Bewältigung dieser kritischen Herausforderungen zu erhalten.
Dieser Blog kann notwendigerweise nur einen kleinen Ausschnitt der vielen Diskussionen, Erkenntnisse und Gespräche wiedergeben, die sich aus den OGC Innovation Days 2023 ergeben haben. Ein großes Dankeschön geht an alle Moderatoren, Diskussionsteilnehmer, Teilnehmer und anderen Mitglieder der OGC-Community, die zu diesem Erfolg beigetragen haben.
Wir freuen uns darauf, viele unserer Community-Mitglieder beim 128. OGC-Mitgliedertreffen vom 25. bis 29. März in Delft, Niederlande, und später bei den OGC Innovation Days 2024 zu sehen.
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