Drohnen fliegen für den Naturschutz

Einst sollten Flugzeuge hier Bomben abwerfen. In den vergangenen sieben Jahren flogen Drohnen zu Forschungszwecken über den stillgelegten Truppenübungsplatz der Kyritz-Ruppiner Heide. Das Deutsche GeoForschungsZentrum Potsdam und die Heinz Sielmann Stiftung erkundeten, wie sich die ehemalige Militärfläche in ein artenreiches Ökosystem verwandelt. Über das Forschungsprojekt sprachen wir mit Michelle Prauß. 

Interview

Was ist das Hauptergebnis des Projekts und wofür werden die Aufnahmen aus der Luft genutzt?

Am wichtigsten sind die Erkenntnisse, die mit dem Habitat Sampler gewonnen wurden. Dabei handelt es sich um ein KI-gestütztes Fernerkundungsverfahren, das ein standardisiertes Monitoring von Lebensraumtypen ermöglicht und zur Kartierung raumzeitlicher Dynamiken in Schutzgebieten eingesetzt werden kann. Die Software wurde vom Forschungspartner GeoForschungsZentrum (GFZ) Potsdam entwickelt, von der Heinz Sielmann Stiftung aus Anwendersicht getestet und mithilfe der dabei gemachten Erfahrungen optimiert. Der Habitat Sampler macht beispielsweise sichtbar, aus welchen Lebensraumtypen sich eine Fläche räumlich zusammensetzt, wie sich diese Zusammensetzung über die Zeit verändert und welchen ökologischen Prozessen eine Fläche unterliegt. In der Kyritz-Ruppiner Heide, einem ehemaligen Truppenübungsplatz, konnten so unter anderem die Flächenanteile verschiedener Waldtypen, die Lebenszyklusphasen von Zwergstrauchheide, die fortschreitende Einwanderung von Baumarten ins Offenland, aber auch die Erfolge verschiedener Managementmaßnahmen kartiert werden. Das Verfahren macht es möglich, jede Art von Bilddaten zu nutzen und auszuwerten. Zum Beispiel Satellitenbilder, digitale Orthofotos - also aus vielen Einzelbildern errechnete, verzerrungsfreie und maßstabsgetreue Abbildungen der Erdoberfläche - oder Drohnenbilder, die Vegetationsstrukturen und -dynamiken auf mehreren zeitlichen und räumlichen Skalen abbilden.

Welche Vorteile hat ein Naturschutzmonitoring per Fernerkundung mithilfe der KI?  

Ein fernerkundungsbasiertes Monitoring hat den Vorteil, dass es auch dort durchgeführt werden kann, wo ein terrestrisches Monitoring sich schwierig gestaltet, beispielsweise weil die Flächen munitionsbelastet, schwer zugänglich oder extrem weitläufig sind. Solche schwer zugänglichen Lebensräume sind etwa ehemalige Truppenübungsplätze, Felswände oder Moore, auf denen erst durch den Einsatz von Drohnen ein Monitoring möglich wird. Zudem kann es, ergänzend zum terrestrischen Monitoring, in vielen Fällen Zeit und Kosten sparen, da größere Flächen schneller aufgenommen werden können. Das unterstützt Flächeneigentümer*innen auch dabei, ihren Berichtspflichten nachzukommen, beispielsweise über den Zustand von FFH-Lebensräumen. Satellitenbilder ermöglichen zudem, auch weit in die Vergangenheit hinein naturschutzfachlich relevante Flächen und Dynamiken nachträglich zu analysieren und auszuwerten – sofern aus dieser Zeit wolkenlose Satellitenbilder vorliegen.

Beim fernerkundungsbasierten Monitoring erhält man schnell sehr große Datenmengen. Um diese effizient auswerten zu können, ist der Einsatz von Künstlicher Intelligenz extrem hilfreich. Mit frei verfügbaren Satellitenbildern lassen sich zum Beispiel die Zusammensetzung verschiedener Lebensraumtypen auf großen Flächen oder die Erhaltungszustände verschiedener Lebensräume abbilden. Mithilfe von Drohnenaufnahmen kann man weiter heranzoomen und beispielsweise bei Heidekrautpopulationen ganz detailliert Informationen über das individuelle Blühverhalten oder die Betroffenheit von Trockenstress gewinnen.