Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

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Projekte

DataHub

DataHub

Der DataHub ist eine zentrenübergreifende Initiative des Forschungsbereichs Erde und Umwelt in der Helmholtz-Gemeinschaft für den Aufbau einer vernetzten und interoperablen Dateninfrastruktur mit einem auf die Forschung abgestimmten und ineinander verzahnten Angebot von digitalen Werkzeugen und Diensten. Als Vermittler für datengetriebene Wissenschaften ist der DataHub ein wesentlicher Beitrag, um die Digitalisierung in der Forschung und den damit verbundenen kulturellen Wandel zu befördern. Die Werkzeuge und Services des DataHub helfen, die gestellten Forschungsfragen mit modernen IT-gestützten Methoden effektiv und effizient im gemeinsamen Forschungsprogramm anzugehen.

HIFIS - Helmholtz Federated IT Services

HIFIS - Helmholtz Federated IT Services

Mit den Helmholtz Federated IT Services (HIFIS) sollen die Bedarfe der Wissenschaft an eine moderne, Informationsinfrastruktur innerhalb der Helmholtz Gemeinschaft erarbeitet und nahtlos mit einer leistungsfähigen IT-Infrastruktur bedient werden. Dazu gehören eine sichere, von überall zugängliche und einfach zu bedienende Kooperationsumgebung mit Informations- und Kommunikationstechnologien sowie die Befähigung und Förderung professioneller Softwareentwicklung mit dem für die Wissenschaft üblichen hohen Maß an Qualität, Sichtbarkeit und Nachhaltigkeit. Dies geschieht Helmholtz-weit in den HIFIS-Kompetenzclustern Cloud, Backbone und Software Services. Die Software Services werden vom GFZ aktiv mitgestaltet.

TERENO Nordost - Helmholtz-Infrastruktur

Das TERENO Observatorium Nordostdeutsches Tiefland (TERENO-Nordost) ist eines von vier deutschen Observatorien, die auf regionaler Ebene die Auswirkungen des globalen Wandels erfassen. Dabei kombiniert TERENO-Nordost umfangreiches Monitoring rezenter Prozesse im Gelände mit Geoarchivdaten besonders aus Seesedimenten und Jahrringen, um so Lösungen für die Auswirkungen des globalen Wandels zu finden, eine der wichtigsten Herausforderungen des 21. Jahrhunderts.

GFZ-LOGO

DEGREE

Im Forschungsprojekt DEGREE soll ein virtuelles digitales Labor zur Verbesserung des Verständnisses der Untergrundbedingungen und Bewertung des Potentials zur Nutzung von Geothermie entwickelt werden. Bei der Umsetzung gilt es verschiedene Systeme technologisch zu integrieren und eine Automatisierung von Abläufen zu etablieren, um die Synthese von Beobachtungsdaten aus verteilten Datenquellen, die Kombination verschiedener Modelle, die Zusammenführung von Simulations- mit Beobachtungsdaten sowie deren Visualisierung und die Interaktion durch Nutzer:innen zu ermöglichen.

HMC Helmholtz Metadata Collaboration

Software CaRD

In Software CaRD (Software Curation and Reporting Dashboard) wird eine Open-Source-Anwendung erstellt, die Metadaten aus Software-Publikationen für die Kuratierung bereitstellt. Vorverarbeitete Metadaten aus automatisierten Pipelines werden in einer strukturierten grafischen Ansicht zugänglich gemacht. Software CaRD bewertet auch Metadaten hinsichtlich der Einhaltung konfigurierbarer Richtlinien und ermöglicht es den Benutzern, relevante Metadaten für die Bewertung und Berichterstattung zu verfolgen und zu visualisieren.

Abgeschlossene Projekte

Academic Enterprise Cloud Ziel der Studie ist die Untersuchung verschiedener Modelle einer Academic Enterprise Cloud von vorwiegend Infrastruktur-orientierten Lösungen mit disziplin-spezifischen Angeboten bis hin zur Modularisierung einer kompletten Arbeitsumgebung. Untersucht werden die technischen und organisatorischen Voraussetzungen zur Realisierung einer Academic Enterprise Cloud, sowie die voraussichtlich entstehenden Kosten.

ALAMEDA zielt auf die Verwaltung, Visualisierung und gemeinsame Nutzung von Metadaten ab, die in Labor- und Feldexperimenten gesammelt oder durch Modelle oder Simulationen erzeugt werden. Es ermöglicht die Verknüpfung von Daten zwischen verschiedenen Softwareanwendungen, die bereits zur Verwaltung von Labor-, Sensor-, Proben- und Workflow-Daten verwendet werden. Darüber hinaus ermöglicht ALAMEDA den Nutzern die automatische Zusammenführung und Kompilierung von Metadaten in einem standardisierten Format, auf das in jeder Veröffentlichung Bezug genommen werden kann. Die Integration mit dem DataHub wird in ALAMEDA von Beginn gewährleistet.

ARISTOTLE ist ein Pilotprojekt, welches dem ERCC der Europäischen Kommission genaue und zuverlässigen Informationen zu aktuellen Naturkatastrophen innerhalb kürzester Zeit nach einem Ereignis bereitstellt. Hierzu werden ein flexibler und skalierbarer Frühwarndienst, der unterschiedliche Gefahrentypen adressiert, eine umfassende Berichterstattung zu verfügbaren Informationen, die von den 24/7 Betriebszentren gesammelt und bewertet werden, und ein Expertengremium zur Gefahreneinschätzung innerhalb von ARISTOTLE bereitgestellt.

Brandenburg 3D - Entwicklung eines flächendeckenden Untergrundmodells für das Lan Brandenburg In einem geologischen 3D-Modell ist das in Form von Bohrungen und seismischen Profilen vorliegende Wissen über den Untergrund zusammengefasst und dokumentiert. Aus diesen Basisdaten werden dreidimensionale Lagerungsverhältnisse abgeleitet und zu einem Untergrundmodell integriert, das signifikante geologische Einheiten und tektonische Strukturen flächendeckend beschreibt. Unter Berücksichtigung spezieller Gesichtspunkte können daraus vielfältige fachspezifische Modelle abgeleitet werden, die definierte Themen bzw. räumliche Ausschnitte betrachten. Das 3D-Untergrundmodell bildet so die Grundlage für Entscheidungs- und Planungsprozesse.

Aufbau des Dateninformationssystems für das GESEP Kern- und Probenlager - BoKeLa BoKeLa Ziel dieses DFG-Projekts ist der Aufbau des Dateninformationssystems für das GESEP Kern- und Probenlager. Die Antragsteller planen den Aufbau eines geowissenschaftlichen Proben- und Informationssystems für ein neues, nationales Lager für Bohrkerne und Proben aus Forschungsbohrungen, das initiiert durch das Deutschen Forschungsbohrkonsortium (GESEP e.V.) erstellt wird. Dabei soll am Beispiel von umfassend dokumentierten Bohrkernen und Daten des International Continental Scientific Drilling Program in einem ersten Schritt eine Probenverwaltungssoftware entwickelt und mit persistenten Identifikatoren versehen werden. Eine weitere Entwicklungslinie wird dem Aufbau eines digitalen Portals dienen, das die nachhaltige Nutzung der Daten und Proben sowie der Vernetzung mit weiteren geowissenschaftlichen Informationsinfrastrukturen ermöglicht.

Water Research Network for Central Asia Das Projekt " Water Research Network for Central Asia" CAWA hat das Ziel, eine solide wissenschaftliche Grundlage für die transnationale Bewirtschaftung der Wasserressourcen in Zentralasien zu schaffen.

Distant Early Warning System - DEWS DEWS ist ein durch die EU gefördertes Projekt zur Tsunami-Frühwarnung, in dem öffentliche und private Organisationen aus mehreren EU-Mitgliedsstaaten, den Ländern Indonesien, Thailand und Sri Lanka sowie mit Unterstützung von Japan und Neuseeland in einem Konsortium eng zusammen arbeiten.

Entwicklung von Workflowkomponten für die Langzeitarchivierung von Forschungsdaten im Bereich Erd- und Umweltwissenschaften - EWIG Das Projekt ist auf die Unterstützung der Übertragung von Forschungsdaten aus unterschiedlichen Forschungsumgebungen in digitale Langzeitarchive ausgerichtet. In Anlehnung an des Konzept des „Digital Curation Continuum“ wird eine Dauerhafte Domäne für die Forschungsdatenspeicherung in Form eines Langzeitarchivs entwickelt. Ein Schwerpunkt der Arbeiten besteht in der Optimierung des Ingestprozesses an der Übergabeschnittstelle zwischen (disziplinspezifischem) Datenproduzent und (disziplinunabhängigem) Langzeitarchiv. Prototypisch werden in Zusammenarbeit von Infrastruktureinrichtung und zwei unterschiedlichen Datenproduzenten aus dem Bereich Erd- und Umweltwissenschaften institutionelle Policies erstellt, Workflowkomponenten zur effizienteren Umsetzung des Ingests entwickelt und ein Langzeitarchiv als Arbeitsplattform aufgebaut.

EPOS (European Plate Observing System) ist ein langfristiger Plan mit dem Ziel, eine europaweite Infrastruktur für die Erforschung der festen Erde zu schaffen. Durch die Integration von Forschungsinfrastrukturen und deren Daten wird es EPOS Wissenschaftlern ermöglichen, bei der Entwicklung neuer Konzerte zu Georisiken und Georessourcen sowie von Anwendungen für die Geowissenschaft einen Schritt nach vorne zu machen, um wichtige gesellschaftliche Herausforderungen anzugehen.

German-Indonesian Tsunami Early Warning System - GITEWS GITEWS ist ein Projekt der deutschen Bundesregierung zur Errichtung eines Tsunami-Frühwarnsystems für die Region des Indischen Ozeans. Deutschland kooperiert dabei mit Indonesien, das aufgrund der Nähe zum seismisch aktiven Sundabogen zu dem durch Erdbeben am stärksten gefährdeten Gebiet im Indischen Ozean zählt.

Inernational GeoSample Number - IGSN Die International GeoSample Number ist eine Registrierungsnummer des System for Earth Sample Registration (SESAR) mit deren Hilfe Proben in der geowissenschaftlichen Forschung eindeutig identifiziert werden können. Die IGSN Webdienste sind eine gemeinsame Entwicklung des Lamont-Doherty Earth Observatory an der Columbia University, New York (NY), und des GFZ CeGIT.

Kompetenzzentrum für Forschungsdaten aus Erde umd Umwelt - KOMFOR Das Kompetenzzentrum ist als Bindeglied zwischen Forschungseinrichtungen, Verlagen, Bibliotheken und einem bestehenden Archivnetzwerk für Daten aus Erd- und Umweltforschung geplant. Allgemeines Ziel ist die nachhaltige Verbesserung von Datenverfügbarkeit und -qualität. Konkret sollen nachhaltige und verlässliche Wege zur Publikation wissenschaftlicher Daten geschaffen werden, die den Qualitätsstandards wissenschaftlichen Publizierens entsprechen. Dazu ist beabsichtigt, eine aus der Sicht der Nutzer einheitliche Instanz zu schaffen, welche wissenschaftlichen Projekte, Institute, Forschergruppen oder auch einzelne Wissenschaftler in allen Fragen des Datenmanagements begleitet - von der Projektplanungsphase über Datenerhebung, Qualitätssicherung, Registrierung und Langzeitarchivierung bis zur Publikation von Daten. Kernstück des Vorhabens ist die organisatorische und technische Zusammenarbeit zwischen Datenarchiven, Verlagen und Bibliotheken sowie der Aufbau einer entsprechenden webbasierten personalisierbaren Serviceplattform.

MOSES (Modular Observation Solutions for Earth Systems) ist ein neuartiges Beobachtungssystem der Helmholtz-Gemeinschaft, entwickelt von den Helmholtz-Zentren im Forschungsfeld "Erde und Umwelt". Es umfasst hochflexible und mobile Beobachtungsmodule, die speziell zur Untersuchung der Wechselwirkungen zwischen kurzfristigen Ereignissen und langfristigen Trends in den Erdkompartimenten entwickelt wurden. Hitzewellen, hydrologische Extreme, Ozeanwirbel und Permafrost-Tau-Ereignisse stehen im Mittelpunkt dieser neuen ereignisorientierten Beobachtungs- und Forschungsinitiative.

Multi-EM Tomographische Verfahren zur Abbildung des Erduntergrundes - Multi-EM Das Projekt Multi-EM bearbeitet dreidimensionale Multiskalen und Multimethoden Inversion zur Bestimmung der elektrischen Leitfähigkeit im Untergrund unter Nutzung von Parallelcomputer-Architekturen. In diesem Projekt sollen die Auflösungsvermögen der geoelektrischen Potential‐ und elektromagnetischen Diffusionsverfahren mit ihrer inhärenten Multiskaligkeit von hochauflösender Bohrloch‐ bis regionaler Lithosphärenskala optimiert werden. Da der numerische Aufwand für dreidimensionale Inversionsrechnungen bereits für die „normalen“ Einzelverfahren immens hoch ist, sollen die neuen Algorithmen von vornherein für massiv parallel rechnende Computerarchitekturen entwickelt werden. Als Entwicklungsumgebung dienen zunächst lokale Computercluster. Gleichzeitig sollen daraus Strukturen für Höchstleistungsrechner und Grid‐Computing entwickelt werden.

Rahmenbedingungen einer disziplinübergreifenden Forschungsdateninfrastruktur - Radieschen Ziel des Projekts ist die Erstellung einer Roadmap mit Handlungsempfehlungen für eine disziplinübergreifende Infrastruktur für Forschungsdaten in Deutschland. Sie identifiziert und behandelt die Anforderungen an generische Komponenten einer Infrastruktur und die Vernetzung mit disziplinspezifischen Komponenten. Die Analyse basiert auf einer Bestandsaufnahme mit bestehenden und neuen Projekten sowie Maßnahmen zur Community-Bildung. Zentrale Dimensionen der Analyse sind Technik, Organisation und Kosten und die Untersuchung von Querschnittsthemen. Die Ergebnisse werden im Verlauf und am Ende des Projekts mit den Fachdisziplinen diskutiert und die entstandenen Materialien veröffentlicht. Das Projektkonsortium ist ebenso disziplin- und wissenschaftsorganisationen übergreifend wie die Analyse.

Registry of Research Data Repositories - re3data.org re3data.org hat die Erfassung von Forschungsdaten-Repositorien verschiedener wissenschaftlicher Disziplinen in einem zentralen, web-basierten Recherche- und Nachweissystem zum Ziel. Als englischsprachiges Angebot liegt der Schwerpunkt dabei zunächst auf Forschungsdaten-Repositorien im europäischen Raum. Die Zielgruppe für re3data.org setzt sich vorwiegend aus Wissenschaftlern, Infrastruktureinrichtungen und Förderorganisationen zusammen.

Die zentralen Ziele von RIESGOS sind innovative Forschungsarbeiten zur Risikoanalyse für die verschiedenen Naturgefahren sowie damit verbundenen Kaskadeneffekten und die Integration der Ergebnisse in ein modulares Multi-Risiko-Informationssystem.

Die Andenregion ist multiplen Naturgefahren ausgesetzt. Diese umfassen Erdbeben sowie vulkanische Aktivität, aber auch Dürren und Flutereignisse. Die Verflechtungen zwischen Naturgefahren und kaskadierenden Effekten – z.B. durch Erdbeben erzeugte Tsunamis – führen häufig zu zerstörerischen Folgen für Wirtschaft und Gesellschaft. Das Verbundprojekt RIESGOS 2.0 baut auf dem Vorläufer-Projekt RIESGOS auf. Beteiligte Akteure aus Wissenschaft und Praxis in Deutschland, Chile, Ecuador und Peru setzen die vertrauensvolle Zusammenarbeit zur Entwicklung wissenschaftliche Methoden und Werkzeuge für die Multi-Risiko-Analyse fort.

Publikation und Zitierbarkeit wissenschaftlicher Software mit persistenten Identifikatoren - SciForge Das Ziel des SciForge-Projekts ist die Entwicklung eines Konzepts für eine Referenzplattform zur Veröffentlichung von wissenschaftlicher Software als Programmcode. Das Projekt soll damit einen Beitrag zur Lösung der, in fast allen Fachdisziplinen auftretenden, Probleme beim Umgang mit wissenschaftlicher Software leisten.

Submarine Gashydrat-Lagerstätten: Erkundung, Abbau und Transport - SUGAR Im Rahmen des vom BMBF und BMWi geförderten Projekts "Submarine Gashydrat-Lagerstätten: Erkundung, Abbau und Transport" (SUGAR) bearbeitet das Zentrum für Geoinformationstechnologie des GFZ im Teilprojekt "Abbau von Methanhydraten und Sequestrierung von CO2" das Arbeitspaket "Numerische Simulation" und unterstützt die Datenerfassung aus den Laborexperimenten, sowie die tomografische Abbildung der Fluidverteilung im Hochdruckbehälter.

Sustainable Management of River Oases along the Tarim River - SuMaRiO Das Tarimbecken ist eine extrem aride Region mit kontinentalem Klima. Weltweit ist es die von Ozeanen entfernteste Region, daher ist der Niederschlag sehr selten und sehr gering und ist im Jahr nicht höher als 50 mm. Folglich hängen alle Wirtschaftszweige, insbesondere die Landwirtschaft und das städtische Leben sowie die natürlichen Ökosysteme vom Flusswasser als Hauptwasserlieferant ab. Die zentrale Frage ist wie die Landnutzung, d.h. die Bewässerungslandwirtschaft und Nutzung der natürlichen Ökosysteme, und die Wassernutzung in dieser sehr wasserarmen Region aufgrund des globalen Klimawandels in einem nachhaltigen Gleichgewicht erhalten werden kann.

Collaborative, Complex and Critical Decision-support in Evolving Crisis - TRIDEC Im 7. Rahmenprogramm der Europäischen Kommission ist das ICT-Projekt „Collaborative, Complex and Critical Decision-support in Evolving Crisis“ (TRIDEC) zur Förderung vorgesehen. Ziel von TRIDEC ist das Design und die Implementierung einer Plattform von interoperablen Services. Diese Plattform ermöglicht ein intelligentes Management großer Datenmengen zur Unterstützung und Optimierung von komplexen, kollaborativen Entscheidungsprozessen. Die entwickelte Technologie wird in zwei Szenarien validiert, zum einen beim Aufbau eines Tsunami-Warnsystems im Mittelmeerraum und zum anderen beim Management von Explorationsbohrungen.

TRIDEC Cloud nutzt aktuelle Technologien, um neue Perspektiven mit der Implementierung einer Cloud-basierten Web-Plattform im Bereich der Risikoanalyse, Frühwarnung und des Katastrophenmanagements bei Naturgefahren zu eröffnen. Die Plattform integriert komplementäre externe und interne Cloud-basierte Dienste für die automatische Hintergrundberechnung mit Grafikprozessoren (GPU), für das Web-mapping von gefahrenspezifischen Geodaten und für die Nutzung relevanter Funktionen, um situationsbezogene Informationen bei Naturgefahren zu verarbeiten und in einer kollaborativen und verteilten Umgebung zu teilen und zu kommunizieren.

Fernsteuerung eines Sekundarionen-Massenspektrometers - Virtual SIMS Sekundärionnen-Massenspektrometer (SIMS) sind komplexe Geräte, die bisher nur für wenige Forscher zugänglich sind. Durch die Möglichkeit der Fernsteuerung des Geräts soll dessen Verfügbarkeit deutlich gesteigert werden. Zusätzlich müssen durch die Möglichkeit der Fernsteuerung Forscher, die das Gerätz nutzen wollen, nicht mehr persönlich vor Ort am Gerät sein. Insbesondere für Forscher an weit entfernten Orten heißt das, dass sie durch die Möglichkeit der Fernsteuerung des Geräts auf aufwändige Fernreisen zum Gerätestandort verzichten können. Die Gerätesteuerung wird in eine Virtuelle Forschungsumgebung eingebettet werden

World Data Center for Lithospheric Research and Geodesy - WDC-TERRA Das GFZ Potsdam plant den Aufbau eines Welt-Datenzentrums für Lithosphärenforschung und Geodäsie (WDC-TERRA). Im WDC-TERRA sollen die öffentlich zugänglichen Datenbestände des GFZ Potsdam und seiner Kooperationspartner gebündelt veröffentlicht und zugänglich gemacht werden.

 

 

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