Petry, Lisanne and Meiers, Thomas and Reuschenberg, David and Mirzavand Borujeni, Sara and Arndt, Jost and Odenthal, Luise and Erbertseder, Thilo and Taubenböck, Hannes and Müller, Inken and Kalusche, Elena and Weber, Beatrix and Käflein, Julian and Mayer, Christian and Meinel, Gotthard and Gengenbach, Christian and Herold, Hendrik (2021) Design and Results of an AI-Based Forecasting of Air Pollutants for Smart Cities. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, VIII-4, pp. 89-96. Copernicus Publications. doi: 10.5194/isprs-annals-VIII-4-W1-2021-89-2021. ISSN 2194-9042.
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Official URL: https://www.isprs-ann-photogramm-remote-sens-spatial-inf-sci.net/VIII-4-W1-2021/89/2021/
Abstract
This paper presents the design and the results of a novel approach to predict air pollutants in urban environments. The objective is to create an artificial intelligence (AI)-based system to support planning actors in taking effective and adequate short-term measures against unfavourable air quality situations. In general, air quality in European cities has improved over the past decades. Nevertheless, reductions of the air pollutants particulate matter (PM), nitrogen dioxide (NO2) and ground-level ozone (O3), in particular, are essential to ensure the quality of life and a healthy life in cities. To forecast these air pollutants for the next 48 hours, a sequence-to-sequence encoder-decoder model with a recurrent neural network (RNN) was implemented. The model was trained with historic in situ air pollutant measurements, traffic and meteorological data. An evaluation of the prediction results against historical data shows high accordance with in situ measurements and implicate the system’s applicability and its great potential for high quality forecasts of air pollutants in urban environments by including real time weather forecast data.
Item URL in elib: | https://elib.dlr.de/145926/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Document Type: | Article | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Title: | Design and Results of an AI-Based Forecasting of Air Pollutants for Smart Cities | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Authors: |
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Date: | 3 September 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Journal or Publication Title: | ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Refereed publication: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Yes | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | No | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Volume: | VIII-4 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DOI: | 10.5194/isprs-annals-VIII-4-W1-2021-89-2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Page Range: | pp. 89-96 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Publisher: | Copernicus Publications | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
ISSN: | 2194-9042 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | Published | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Keywords: | Air Pollutants, Forecasting, Artificial Intelligence, RNN, Smart City, Co-Design | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Research field: | Aeronautics, Space and Transport | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program: | Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
HGF - Program Themes: | Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research area: | Raumfahrt | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Program: | R EO - Earth Observation | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
DLR - Research theme (Project): | R - Geoproducts and systems, services | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Location: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institutes and Institutions: | German Remote Sensing Data Center > Atmosphere German Remote Sensing Data Center > Geo Risks and Civil Security | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited By: | Kalusche, Elena | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Deposited On: | 23 Nov 2021 13:18 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Last Modified: | 05 Dec 2023 10:25 |
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