2. Platz bei Capgemini Sustainability Challenge

Im Wintersemester 2021 nahmen 3 Teams von Studierenden der FH St. Pölten, hauptsächlich aus dem Bachelor Studiengang Data Science and Business Analytics, an der Sustainability Challenge teil. Diese wurde von einer Reihe großer österreichischer Unternehmen wie Capgemini, Microsoft und ÖBAG organisiert.

Ziel der Challenge war es, mit Hilfe von Machine Learning Computer Vision Algorithmen (insbesondere Semantische Segmentierung) Satellitenbilder von Landstücken zu analysieren, um den Grad der Biodiversität (wie viel Gras und Bäume gibt es im Vergleich zu Asphalt und Gebäuden) zu bestimmen und Gebiete zu finden, die ein hohes Potenzial für Solaranlagen haben.

Das Team "Droids" unter der Leitung von Kevin Kalch war in der Lage, ein neuronales Netz (basierend auf der U-Net-Architektur) zu erstellen, um diese Herausforderung nicht nur erfolgreich abzuschließen, sondern auch den zweiten Platz unter den rund 30 Teams zu gewinnen, zu denen auch internationale professionelle Datenwissenschaftler gehörten.

Worum ging es bei der Sustainability Challenge?

Die Regierungen der EU haben sich verpflichtet, ihre CO2-Emissionen bis 2030 um 55 % unter das Niveau von 1990 zu senken, um den Klimawandel zu bekämpfen. Zu den größten Verursachern von CO2-Emissionen gehört der Immobiliensektor, der den Klimawandel durch Energieverbrauch und Bodenversiegelung anheizt und damit die Artenvielfalt verringert. Gleichzeitig werden in Österreich nur 2-3% des Photovoltaik-Potenziale genutzt, was viele Möglichkeiten für eine grünere Zukunft offen lässt.

Die Sustainability Challenge war eine Herausforderung, die von Capgemini, Microsoft und der ÖBAG ausgeschrieben wurde, mit dem Ziel, ein Data-Science-Modell zu erstellen, das den CO2-Fußabdruck der Immobilienportfolios mehrerer Partnerfirmen bewertet und hilft, Maßnahmen zur Emissionsreduzierung zu ermitteln. Um diese Aufgabe zu lösen, stellten die Organisatoren Satellitenbilder ihrer Bestände zur Verfügung. Die Teilnehmer des Wettbewerbs mussten eine zweiteilige Aufgabe lösen:

• Der erste Teil umfasst die Entwicklung eines Data-Science-Modells, das den Kohlenstoff-Fußabdruck der Immobilienportfolios der Unternehmen auf der Grundlage von Flächenbildern ermittelt.
• Der zweite Teil umfasst die Bewertung des Potenzials der Photovoltaik und des Grades der biologischen Vielfalt der Immobilienportfolios. Hier geht’s zum youTube Video.

Wie haben wir den zweiten Platz erreicht?

Im Rahmen eines "Freifachs" aus dem Bachelor Studiengang Data Science and Business Analytics arbeiteten 12 Studierende unterschiedlicher Erfahrungsstufen gemeinsam an dieser Herausforderung, um eine Lösung zu finden. Sie wurden von Dozent Thomas Delissen gecoacht, der ihnen half, die genaueren Herausforderungen bei der Entwicklung eines solchen Modells zu verstehen. In der ersten Woche ging es hauptsächlich darum, die Herausforderung zu verstehen und die bereitgestellte Umgebung (Azure Databricks) richtig einzurichten.

Die Schüler lernten etwas über Computer-Vision-Probleme, wie man neuronale Netzwerke implementiert und schließlich, wie man die Genauigkeit dieser Modelle erhöht, um bessere Ergebnisse zu erzielen. Mit viel Mühe und Entschlossenheit gelang es Kevin Kalch vom Team Droids, eine komplizierte U-Netz-Architektur zu implementieren, die mehrere Verbesserungen gegenüber dem Original enthielt, z. B. durch den Einsatz intelligenter Bildvergrößerungsmethoden und die Abstimmung der Hyperparameter.

Wie kann ich beim nächsten Mal mitmachen?

Das "Freifach"-Data-Science-Challenge findet jedes Semester statt und richtet sich an Data-Science-Studierende, die praktische Erfahrungen bei der Lösung dieser Art von Aufgaben sammeln möchten. Studierende aller Jahrgänge können mitmachen, wobei Grundkenntnisse in Python hilfreich sind. Sie können sich für das Sommersemester 2021 Freifach über CIS anmelden.

In diesem Semester wollen wir uns der Herausforderung des Data Mining Cups stellen und uns mit Studententeams aus der ganzen Welt messen. Unser Hauptziel ist es, zu lernen und Spaß zu haben. Challenges zu gewinnen ist ein nettes add-on. Neugierig geworden? Hier findest du mehr Info zur Sustainablity Challenge und zum Data Mining Cup.

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Alle Infos zum Bachelor Studiengang Data Science and Business Analytics – die Bewerbung für das Wintersemester 2022/23 ist derzeit möglich.