MOVIE ist ein im Rahmen des Fachprogramms Geoforschung für Nachhaltigkeit (GEO:N) zum Thema „Digitale Geosysteme: Virtuelle Methoden und digitale Werkzeuge für geowissenschaftliche Anwendungen“ durch das BMBF gefördertes Projekt.

MOVIE steht für
MOdellkopplung im Kontext eines VIrtuellen Untertagelabors und dessen Entwicklungsprozess. 

Das Vorhaben

Das Projekt zielt darauf ab, ein virtuelles Labor für untertägige Hohlräume zu entwickeln, um die Lehre, Forschung und Weiterbildung im Bereich nachhaltiger Bergbaupraxis zu unterstützen und so eine effiziente und verantwortungsvolle Bewirtschaftung untertägiger Systeme zu fördern. Der digitale Zwilling in Form des virtuellen Labors basiert auf einer zu erweiternden Softwarelösung der Firma Terranigma Solutions GmbH und wird exemplarisch anhand der Datenbasis eines für dieses Vorhaben eingerichteten realen Untertagelabors (in Kooperation mit dem Forschungs- und Lehrbergwerk "Reiche Zeche" der TU Bergakademie Freiberg und der Firma fibrisTerre Systems GmbH) aufgesetzt und verbessert.

Im Kontext der untertägigen Bewirtschaftung betrachten bisherige Simulationsmodelle einzelne Fragestellungen der Geologie, Hohlraumgeometrie, Wettertechnik/ Strömungsmechanik und Geomechanik in den jeweiligen Partialmodellen. Eine ganzheitliche Modellkopplung ermöglicht hingegen eine bessere Analyse der Systemzusammenhänge und der Abhängigkeiten der Modelle untereinander, wie z. B. der Auswirkungen von unterschiedlichen räumlichen Auflösungen. Ein hybrides Modell basierend auf Methoden der künstlichen Intelligenz dient im Projekt MOVIE der Optimierung der Rechenzeit für diese Simulationsmodelle, so dass eine interaktive Nutzung im virtuellen Labor möglich wird. Es wird ein retrospektiver Simulationsansatz verwendet, so dass die getroffenen Prognosen ausgehend von den historischen Daten den aktuellen Messungen aus dem realen Untertagelabor gegenübergestellt werden und das so gewonnene Delta zur Modellkalibrierung genutzt werden kann.

Ein virtuelles Labor kann in diesem Zusammenhang als digitaler Zwilling für die Evaluierung verschiedener Maßnahmen, für eine öffentlichkeitswirksame bzw. zielgerichtete Kommunikation und  interne Zwecke genutzt werden. Das Potenzial virtueller Labore wird im (aktiven) Bergwerks- und Verwahrungsbetrieb oder in damit zusammenhängenden genehmigungsrechtlichen Verfahren im Hinblick auf eine Verbesserung der Effizienz, der Sicherheit und der Effektivität gesehen.

Unser Beitrag

Das DGE leitet das Gesamtprojekt und bringt seine umfassende Expertise im Bereich Geomatik ein. Die Kernkompetenzen umfassen effiziente 3D-Erfassung, Auswertung und Visualisierung von natürlichen und künstlichen Objekten unterschiedlicher Größenordnungen. Insbesondere kommt im Projekt MOVIE das terrestrische Laserscanning von statischen Aufnahmepunkten sowie ein personengetragenes System der Firma Zoller+Fröhlich zum Einsatz. Das DGE verfügt über langjährige Erfahrung in der raum-zeitlichen Modellierung und Analyse von 3D-Daten und Geodaten, einschließlich Fusion und Berücksichtigung stochastischer Eigenschaften. Seit 2020 setzt das DGE verstärkt terrestrisches Laserscanning zur geometrischen Erfassung von untertägigen Strukturen und Hohlräumen ein, mit vorherigen Arbeiten im montanarchäologischen Kontext sowie Erfassungen in beengten Verhältnissen und großen Grubenräumen.

Neben dem DGE sind von der TU Clausthal das Department of Mining (Prof. Dr.-Ing. Oliver Langefeld), Department of Geomechanics and Subsurface Safet (Prof. Dr.-Ing. Eleni Gerolymatou), Department of Geosciences (Prof. Dr. rer. nat. Thomas Ulrich), und das Institute for Software and Systems Engineering (Prof. Dr. Andreas Rausch) beteiligt.