Waldschäden in Hessen schneller erfassen: Forschungsteam generiert hochaufgelöste Satellitenbilder mittels KI
Waldschäden nehmen durch den Klimawandel zu, auch in Hessen, einem der
waldreichsten Bundesländer Deutschlands. Das gemeinsame Forschungsprojekt
„SENSURE Wald“ der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt (NW-FVA),
des Landesbetriebs HessenForst und der Hochschule RheinMain (HSRM)
entwickelt seit diesem Jahr KI-Modelle, die die räumliche Auflösung von
Satellitendaten verbessern und so Veränderungen des Waldes exakter und
schneller erfassen können. Dadurch sollen Waldzustandsanalysen schnell
durchgeführt und Maßnahmen, wie zum Beispiel Aufforstung oder Holzernte,
rasch an aktuelle Gegebenheiten angepasst werden können.
„Mit unserem neuen Super-Resolution-Verfahren wollen wir zukünftig auch
kleine Schadflächen in hessischen Wäldern lokalisieren. Wir generieren mit
Methoden des maschinellen Lernens, insbesondere der KI, aus
Satellitendaten des Copernicus-Programms der EU hochaufgelöste,
detailreichere Bilder. Darüber hinaus entwickeln wir darauf abgestimmte
KI-Modelle, die eine automatisierte und effiziente Erfassung geschädigter
Waldflächen mit hoher Genauigkeit und Aktualität ermöglichen – und das
ohne die bisher aufwendige manuelle Zuarbeit“, erklärt Prof. Dr. Ulrich
Schwanecke, Informatiker an der HSRM.
Schnelle und hochwertige Informationen für Forstbetriebe und Behörden
Die geplanten Modelle unterstützen eine nachhaltige, multifunktionale
Waldbewirtschaftung unter den Bedingungen des Klimawandels. „Wir wollen
für Forstbetriebe und Behörden digitale Werkzeuge schaffen, die schnell
und zuverlässig hochwertige Informationen über Veränderungen im Wald
bereitstellen“, sagt Dr. Mengistu Abiy, Sachbereichsleiter für forstliche
Geoinformationen beim Landesbetrieb HessenForst. Hierbei ist der Aufbau
weitgehend automatisierter Prozesse ein wesentliches Element, ebenso die
Entwicklung eines Systems, das die hergeleiteten Waldschadensdaten auf
Plausibilität prüft. „Alle im Rahmen des Projekts entwickelten
Softwarekomponenten – einschließlich der zugehörigen Dokumentationen –
sollen als Open-Source-Produkte veröffentlicht und hierdurch einem breiten
Kreis von Anwenderinnen und Anwendern zugänglich gemacht werden“, sagt
Florian Franz von der NW-FVA. Um die entwickelten Anwendungen für den
Gebrauch in der Praxis, etwa in Forstbetrieben und Behörden, nutzbar zu
machen, ist die Kooperation mit IT-Unternehmen des öffentlichen Sektors
vorgesehen.
Zum Forschungsprojekt SENSURE Wald
Das Forschungsprojekt „Sentinel-2-Super-Resolution mit Methoden der
Künstlichen Intelligenz zur fernerkundungsbasierten Erfassung von
Waldschadensflächen“ (SENSURE Wald; Förderkennzeichen 2224NR028B) wird mit
Mitteln des Bundesministeriums für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat
(BMLEH) im Rahmen des Förderprogramms „Nachhaltige Erneuerbare Ressourcen“
durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe (FNR) noch bis September
2028 gefördert. Das Fördervolumen beträgt insgesamt 633.000 Euro.
Die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA)
Die NW-FVA ist eine gemeinsame Einrichtung für die Waldforschung der
Bundesländer Niedersachsen, Hessen, Sachsen-Anhalt und Schleswig-Holstein.
In ihrem Zuständigkeitsbereich befinden sich 2,7 Mio. Hektar Wald, nahezu
ein Viertel der Waldfläche Deutschlands. Ihre Kernkompetenzen sind: die
angewandte Waldforschung, das langfristige Monitoring und der Transfer von
Wissen. Die Inhalte der Forschung richten sich an den Anforderungen der
forstlichen Praxis aus. Sie versteht sich als Kompetenz- und Servicestelle
für Forstbetriebe, Waldbesitzende, Verwaltungen und die Politik in den
beteiligten Ländern.
Der Landesbetrieb HessenForst
HessenForst ist einer der größten Forstbetriebe Mitteleuropas. 2001 als
Landesbetrieb der hessischen Forstverwaltung gegründet, betreut er sowohl
die 342.000 Hektar hessischen Staatswald als auch einen Großteil des
hessischen Körperschafts- und Privatwaldes. Im Mittelpunkt stehen der
Umbau zu klimaresilienten, artenreichen Mischwäldern, der Schutz der
biologischen Vielfalt sowie die Sicherung der vielfältigen Leistungen des
Waldes – etwa für Klima, Wasser, Erholung und die regionale
Holzversorgung. Mit seinen Mitarbeitenden verbindet HessenForst
ökologische Verantwortung, wirtschaftliches Handeln und das Gemeinwohl im
hessischen Wald.
Die Hochschule RheinMain
Über 70 Studienangebote an zwei Studienorten mit einem internationalen
Netzwerk – das ist die Hochschule RheinMain (HSRM). Über 12.300
Studierende studieren in den Fachbereichen Architektur und
Bauingenieurwesen, Design Informatik Medien, Sozialwesen und Wiesbaden
Business School in Wiesbaden sowie im Fachbereich Ingenieurwissenschaften
in Rüsselsheim am Main. Neben der praxisorientierten Lehre ist die HSRM
anerkannt für ihre anwendungsbezogene Forschung.
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