Wie können mit modernen digitalen Methoden und Technologien der Informatik aktuelle Fragen rund um den Klimawandel, die Energie- und Verkehrswende, den Umweltschutz oder eine gesunde Stadtplanung beantwortet werden? Genau darum geht‘s im neuen Studiengang Umweltinformatik. Aktuell befindet er sich in der Akkreditierung, zum Wintersemester 2026/27 soll der siebensemestrige Bachelorstudiengang an der Hochschule Bochum starten. Bereits ab dem zweiten Semester bearbeiten die Studierenden praxisnahe Projekte. Im Interview gibt Dr. Carsten Keßler, Professor für Geoinformationssysteme und räumliche Datenanalyse, Einblicke ins Studium.
Warum ist der Studiengang Umweltinformatik besonders zukunftsorientiert?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Weil die Umweltinformatik an globalen Fragestellungen unserer heutigen Zeit ansetzt. Fragen, die sich mit der Veränderung des Klimas, der Planung und Auswertung von Umweltschutzmaßnahmen, dem Ausbau erneuerbarer Energien, der Unterstützung nachhaltiger Mobilität oder gesunder Stadtplanung beschäftigen. Die Informatik wird dort zur Analyse und Bearbeitung von aktuellen Umweltfragen und der Auswirkungen auf den Menschen genutzt. Studierende erwerben im Studiengang technologische Kompetenzen, um Umweltfragen zu durchleuchten und digitale Lösungen zu erarbeiten. Wir bilden junge Informatiker*innen aus und geben ihnen das Kernwissen der Umweltwissenschaften mit, damit sie sich als Expert*innen in beiden wissenschaftlichen Disziplinen sicher bewegen können. Bereits vorhandene Programmierkenntnisse oder ähnliches sind dafür übrigens nicht erforderlich – das Studium richtet sich an alle Studieninteressierte, die offen für neue Technologien sind und Neugier für nachhaltige Fragestellungen mitbringen.
Das Studium hat einen großen Informatikblock: Was lernen die Studierenden dort?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Die Studierenden werden sich im späteren Berufsleben mit der Erfassung, Verwaltung, Analyse und Visualisierung umweltbezogener Daten beschäftigen. Ihr Tätigkeitsfeld wird die Entwicklung und Implementierung von Software zur Bearbeitung von Umweltfragen umfassen. Dabei kann es zum Beispiel darum gehen, ein System zu entwickeln, das Daten zur Luftqualität für ein Unternehmen aufbereitet. Im Studium geben wir den Studierenden Methoden und Technologien der Informatik an die Hand, um genau diese Aufgaben umzusetzen. Die Studierenden lernen zu programmieren, beschäftigen sich mit Algorithmen, Datenstrukturen, Datenaustausch und digitalen Zwillingen. Sie erwerben Wissen darüber, wie maschinelles Lernen und künstliche Intelligenz funktionieren, was passiert, wenn diese Technologien mit Umweltdaten trainiert werden. KI wird heute zum Beispiel eingesetzt, um anhand von Drohnen- oder Satellitenbildern tote oder kranke Bäume zu erkennen. Im gleichen Atemzug lehren wir Fallstricke solcher Technologien. Wir tauchen mit den Studierenden in Virtual Reality und Augmented Reality ein und vermitteln, wie diese Technologien arbeiten, weil auch die Kommunikation der eigenen Ergebnisse wichtig ist. Mit Virtual Reality können wir zum Beispiel ein Stadtquartier begehen, um verschiedene Möglichkeiten für Begrünungsmaßnahmen zu veranschaulichen.
Geovisualisierung ist eins der sogenannten fachbezogenen Module, die die Studierenden besuchen. In dem Modulblock setzen sie sich auch mit dem System Erde und Nachhaltigkeitsfragen auseinander. Womit beschäftigen sich die Studierenden darüber hinaus?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Die Studierenden lernen Informationssysteme kennen, die Geo- oder Umweltdaten erfassen und Zusammenhänge in digitalen Karten oder 3D-Modellen visualisieren. In der Praxis werden die Studierenden häufig auf heterogene Datenmengen treffen, darunter Sensordaten, Satellitenbilder oder Berichte von Messstationen. Im Studium bekommen sie Werkzeuge fürs Zusammenführen solcher Massendaten an die Hand. Darüber hinaus beschäftigen sich die Studierenden mit der Fernerkundung, die Drohnen- und Satellitenbilder nutzt, um Umweltfragen auf den Grund zu gehen. Die Fernerkundung ist zum Beispiel ein entscheidendes Werkzeug bei der Früherkennung von Waldbränden insbesondere bei hoher Trockenheit. Die Studierenden lernen Sensorsysteme zu bewerten und Satellitenbilder auszuwerten. Hier schauen wir uns auch an, welche Datenquellen es gibt, welche Vor- und Nachteile diese haben und für welche Anwendungen sie sich jeweils eignen.
Die Studierenden erwerben im Studium auch Kenntnisse über die Simulation von Umweltsystemen. Was lernen sie dort?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Mit der Simulation von Umweltsystemen lassen sich zum Beispiel Prognosen im Hinblick auf Klimaveränderungen oder Verkehrsentwicklungen modellieren. Wir schauen uns mit den Studierenden an, wie solche Simulationen genau funktionieren. Beispiele sind Klimamodelle, die das Wetter und die Verbreitung von Feinstaub in Städten vorhersagen oder etwa Hochwasserschutzsimulationen, die Flussläufe zur Warnung vor Überflutungen nachbilden können. Im Studium lernen die Studierenden verschiedene Simulationsmethoden kennen, unter anderem agentenbasierte Modelle, bei denen das individuelle Verhalten einzelner Akteur*innen simuliert wird. Nehmen wir das Beispiel Verkehrsumwelt und legen eine Zahl X an Autos fest, die gerade auf einem Autobahnabschnitt unterwegs ist. Alle Autos bewegen sich nach dem individuellen Verhalten der Fahrer*innen. In der Simulation lässt man die Autos losfahren, beobachtet das Gesamtsystem und trifft dann zum Beispiel eine Entscheidung für die Verkehrssicherheit. Solche Modelle werden auch in der Epidemiologie eingesetzt.
Das Studium hat einen hohen Praxisanteil, nicht nur durch die zwölfwöchige Praxisphase kurz vor der Bachelorarbeit. Die Studierenden bearbeiten ab dem zweiten Semester durchgehend praxisnahe Projekte. Wie sieht das genau aus?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Die Studierenden werden im Beruf projektbasiert in Teams arbeiten. Unsere Idee ist es daher, dass sie bereits im Studium jedes Semester an einem Projekt arbeiten. Dabei kann am Semesterbeginn ein neues Projekt gewählt oder an einem einmal ausgewählten Projekt semesterübergreifend weitergearbeitet werden. In den Projekten werden sie Software zur Analyse von realen Umweltdaten entwickeln, Algorithmen für umweltrelevante Simulationen umsetzen und sich im Projektmanagement, als Kernaspekt des Software Engineering üben. Dabei werden Studierende aus verschiedenen Semestern in den Projekten zusammenarbeiten. In den fortschreitenden Semestern werden die Studierenden mit immer mehr Kenntnissen immer aktiver in die Projektarbeit eingreifen bis sie am Ende die Leitung eines Projektes übernehmen und als solche wiederum jüngere Kommiliton*innen unterstützen. Ein Beispiel für solch ein Projekt könnte die Weiterentwicklung unserer Webanwendung KomMonitor sein, die von vielen Kommunen in NRW zur Sozialplanung in der Stadtentwicklung benutzt wird. Wir arbeiten gerade daran, wie die Plattform auch für Umweltthemen benutzt werden kann. Eine Aufgabe könnte es sein, neue Funktionalitäten wie die Analyse von Echtzeitdaten zu entwickeln, um aktuelle Daten zur Luftqualität oder Lärmbelastung an einem bestimmten Ort zu erhalten. Eine weitere Aufgabe könnte sein eine Funktion zu entwickeln, die die Anzahl der Elektro-Autos pro Bezirk auswertet und sie mit der Ladeinfrastruktur in Zusammenhang setzt, um eine gute Stromversorgung zu gewährleisten. Dabei sollen die Studierenden auch lernen, Entwicklungsprozesse von IT-Systemen umweltfreundlich zu gestalten und nachhaltig nutzbare Endprodukte zu entwickeln. Wir arbeiten an der Hochschule an vielen spannenden Projekten, an denen die Studierenden mitarbeiten werden.
Ab dem vierten Semester können sich die Studierenden nach individuellen Interessen spezialisieren. Was steht zur Wahl?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Der neu entwickelte Studiengang Umweltinformatik führt den bisherigen Studiengang Geoinformatik weiter. Auch im Studiengang Umweltinformatik können die Studierenden weiterhin Geoinformatik als Schwerpunkt wählen. Die Geoinformatik legt einen Fokus auf räumliche Daten und geobasierte Anwendungen. Dort vertiefen sie ihr Wissen zum Beispiel in der Erdbeobachtung oder dem Laserscanning. Die Studierenden werden mit Vermessungsinstrumenten wie einem Tachymeter in die Natur gehen, selbst Daten erfassen und auswerten. Im Studienschwerpunkt Angewandte Umweltinformatik können sie hingegen Vorlesungen zu smarter Mobilität oder zum Umweltkatastrophenschutz besuchen. In letzteren geht es neben Hochwasser durch Starkregen auch um Waldbrände durch lange Hitzeperioden. In solchen Fällen gilt es schnell Datenquellen sinnvoll zu kombinieren und verschiedene Szenarien zu analysieren. Wo brennt es gerade? Wo breitet sich das Feuer wahrscheinlich aus, wenn es nicht gelöscht werden kann? Wie steht der Wind und wie könnte er drehen? Sind Wohngebäude dort? Müssen Menschen informiert werden? Wie können Daten kommuniziert werden, damit die Menschen eine realistische Einschätzung der Gefahr bekommen? In den Schwerpunkten trainieren die Studierenden wie die Puzzlestücke aus den ersten Semestern ihres Studiums für konkrete Anwendungsbereiche ineinandergreifen.
Ein Modul ist auch Umwelt und Gesundheit. Was wird dort thematisiert?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Dort arbeiten wir als Fachbereich Geodäsie eng mit dem Fachbereich Gesundheitswissenschaften zusammen. Die Studierenden erwerben Wissen in Urban Health und erlernen wie Umweltfaktoren - Grünflächen, Verkehr, Luftqualität - aber auch soziale Faktoren wie das Einkommen sowie der Lebensort, die Gesundheit der Menschen beeinflussen. Die Studierenden werden erarbeiten, dass die Lebensqualität an der Stadtumwelt hängt. Sie werden verschiedene Klimaszenarien in der Stadt und auf dem Land analysieren, zum Beispiel um aufzuzeigen, wo Menschen besonders von urbanen Hitzeinseln betroffen sein werden und wo in einer Stadt kühle Rückzugsorte für die Bevölkerung fehlen.
Welche beruflichen Perspektiven bietet der Studiengang?
Prof. Dr. Carsten Keßler: Expert*innen auf dem Fachgebiet der Umweltinformatik werden händeringend gesucht. Umweltinformatiker*innen können als Analyst*innen, Entwickler*innen oder Projektleiter*innen unter anderem in Softwarehäusern, im Consulting, in Planungs- und Ingenieurbüros, in Umwelt-, Energie- und Verkehrsunternehmen oder Wirtschaftsunternehmen mit Blick auf betriebliche Umweltinformationssysteme und Nachhaltigkeitsberichterstattung tätig sein. Darüber hinaus bereitet das Studium auf Tätigkeiten in Geoinformationszentren, Forst- und Landwirtschaftsbehörden, Umwelt- und Katasterämtern, im Katastrophenschutz oder in Forschungseinrichtungen vor. Die Karrieremöglichkeiten sind also vielfältig und die Studierenden bekommen die Möglichkeit, während des Studiums in verschiedene Bereiche hineinzuschauen und sich entsprechend ihrer Interessen weiterzuentwickeln.
Das Interview führte Daniela Schaefer, Online-Redakteurin.
