Bäume tragen in Bielefeld (Nordrhein-Westfalen) ihr Herbstkleid | Bildquelle: dpa

Umweltschutz Bäume retten mit Künstlicher Intelligenz

Stand: 26.11.2019 21:03 Uhr

Die Wälder in Deutschland leiden unter dem Klimawandel, nicht erst seit dem Dürresommer 2018. Forscher arbeiten deshalb daran, trockene Bäume rechtzeitig zu erkennen - mit Künstlicher Intelligenz.

Von Christian Kretschmer, SWR

Auf den ersten Blick zeigt die Satellitenaufnahme, vor der Benjamin Bischke sitzt, nur ein Waldgebiet. Doch mit einigen Arbeitsschritten verwandelt sie sich in eine feingegliederte Karte, mit Detailinformationen zu jedem einzelnen Baum. Durchmesser, Höhe, Baumart - all das lässt sich automatisiert benennen und beziffern mithilfe von KI, erklärt der Doktorand am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz.

KI und Umweltschutz: Zwei Themen, die zwar hochaktuell sind, aber scheinbar noch nicht ganz zusammen passen. Das soll sich laut Bundesumweltministerin Svenja Schulze ändern. Mit rund 45 Millionen Euro aus dem Bundeshaushalt will sie "KI-Leuchttürme" fördern. Ihrem Konzept nach soll Künstliche Intelligenz beispielsweise Solaranlagen effizienter machen oder Verkehrsdaten auswerten - und sie soll zum Verständnis von Ökosystemen beitragen.

Treecounting | Bildquelle: Vision Impulse
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Die Künstliche Intelligenz kann jeden Baum einzeln erkennen, in manchen Fällen auch die Art und den Zustand.

Neuronale Netzwerke im Einsatz

Vergangenes Jahr gründete Bischke mit einem Kollegen "Vision Impulse", einen Ableger des Kaiserslauterer Forschungszentrums. Das Unternehmen nutzt Künstliche Intelligenz, oder besser gesagt: künstliche Neuronale Netzwerke. Sie lernen selbstständig Muster in den Waldaufnahmen zu erkennen. In einem ersten Schritt erfassen sie Umrisse, bis sie schließlich einzelne Baumarten voneinander unterscheiden können.

Dabei sei es noch schwer, die Neuronalen Netzwerke auf verschiedene Waldgebiete anzuwenden. "Der Pfälzerwald sieht nun mal anders aus als der Amazonas", sagt Bischke. Derzeit beschäftigt er sich damit, seine KI-Modelle schneller übertragen zu können, um sie besser für ganz unterschiedliche Erdteile einzusetzen.

Hilfe für Plantagenbesitzer

Alle fünf Tage bekommt Bischke neue Satellitenaufnahmen von der Europäischen Weltraumorganisation ESA, teils auch von der NASA. Mit den Aufnahmen trainiert seine KI die Bilderkennung und kann somit Langzeitschäden an Wäldern sichtbar machen. Hilfreich sind dabei in den Satellitenbildern enthaltene Infrarot-Informationen. Mit denen lasse sich der Chlorophyll-Gehalt der Bäume bestimmen, was wiederum Rückschlüsse auf deren Gesundheit zulasse. Ein großes Ziel: automatisiert den Gesundheitszustand von Wäldern auf der ganzen Welt festzustellen.

Bislang sei das vor allem für private Waldbesitzer von großem Interesse. Zu Bischkes größeren Kunden zählt etwa ein Besitzer von Olivenbaum-Plantagen in Griechenland. Er kann so erkennen, wo in seinem Anbaugebiet nach und nach Dürreschäden entstehen. Der griechische Farmer weiß dann, wo er seine Bäume häufiger bewässern muss.

Über 80 Anwendungsmöglichkeiten denkbar

So ein Zusammenwirken von Forstwirtschaft und Künstlicher Intelligenz sei in Deutschland noch ungewöhnlich, sagt Alexandra Arnold, Försterin und Geschäftsführerin des Deutschen Forstvereins. Zwar kommen für die Waldüberwachung immer öfter Drohnen zum Einsatz. Deren Aufnahmen werten bislang aber Menschen aus, keine Maschinen. "Vor allem in den letzten zwei Jahren ist der Klimawandel für uns Förster greifbar geworden", sagt Arnold, allerdings seien die davon betroffenen Gebiete nicht immer leicht zu erkennen. Hier könne Künstliche Intelligenz helfen.

Auch aus Sicht der Wirtschaft ist das Potenzial groß. Über 80 Anwendungsmöglichkeiten für KI im Umweltschutz seien denkbar. Zu diesem Schluss kommt eine Analyse der Unternehmensberatung PriceWaterhouseCoopers und des Weltwirtschaftsforums vom vergangenen Jahr. Künstliche Intelligenz könne nicht nur Ökosysteme wie Wälder überwachen, sondern auch die Meere auf Verschmutzungen kontrollieren oder die Wasserqualität von Flüssen überwachen. Daneben sollen auch Prognosen etwa zu extremen Wetterereignissen und Luftverschmutzung möglich sein. PwC geht davon aus, dass das wirtschaftliche Potenzial von KI im Jahr 2030 bei über 15 Billionen Dollar liegen wird.

Über dieses Thema berichtete der HR in "Alles Wissen" am 09. September 2019 um 20:15 Uhr.

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