Der Zustand der Wälder ist besorgniserregend. Viele Bäume leiden unter Dürre, Schädlingen und Stürmen. Die Folgen des Klimawandels haben bei Fichte, Kiefer, Buche und Eiche bereits deutliche Spuren hinterlassen – das geht aus dem aktuellen Waldzustandsbericht hervor. Demnach sind vier von fünf Bäumen krank. Eine neue Analysemethode, entwickelt an der Hochschule München, könnte helfen, das Ökosystem Wald zu schützen und vor weiteren Schäden zu bewahren.  

KI-basierte Waldvermessung aus der Vogelperspektive

Mithilfe von Fernerkundungsdaten der Sentinel-1- und Sentinel-2-Satelliten der Europäischen Weltraumorganisation ESA sowie Künstlicher Intelligenz (KI) wurde dafür im Rahmen des Projektes Wald5DPlus ein umfangreicher Datensatz angelegt zur Waldvermessung. Ein neu entwickelter Algorithmus sorgt dafür, dass Datenlücken, die durch Wolken entstehen, ausgeglichen werden. Auch Daten von Drohnen und Flugzeugen wurden den Forschenden zufolge verwendet, „um typische Waldmerkmale wie Baumarten, Höhen und Dichte zu berechnen“.

Im Ergebnis entstand eine Methode, die es Forschenden ermöglicht, Waldgebiete einfacher zu kartieren und zu analysieren – ohne, dass sie die Wälder betreten müssen. „Die Vermessung von Wäldern war bisher vor allem in schwer zugänglichen Gebieten sehr zeitaufwendig“, erklärt Andreas Schmitt, einer der Projektleiter. „Mit unserer Methode können wir den Zustand von Wäldern mit hoher Genauigkeit aus der Vogelperspektive erfassen.“

Großes Potenzial für Forstwirtschaft und Umweltschutz

Mithilfe der KI-gestützten Methode kann aber nicht nur der Baumbestand detailliert erfasst werden. Auch Vorhersagen, wie sich Wälder künftig verändern werden, sind möglich. „Wir setzen ein Puzzle aus verschiedenen Datenquellen zusammen. Erst durch das Zusammenspiel dieser Informationen erhalten wir ein vollständiges Bild des Waldes“, erläutert Sarah Hauser, wissenschaftliche Mitarbeiterin im Projekt.

Die Forschenden sind überzeugt, dass die neue KI-basierte Analysemethode großes Potenzial für Forstwirtschaft und Umweltschutz bietet. Eine Vorhersage könnte sich vor allem im Kampf gegen Waldschäden bewähren und für eine effiziente Bewirtschaftung sorgen. So könnten etwa „Waldschäden durch Schädlinge oder extreme Wetterereignisse frühzeitig erkannt und Maßnahmen zur Aufforstung besser geplant werden“, schreiben die Forschenden. „Unsere Methode hat sich als sehr effektiv erwiesen. An einer Versuchsfläche konnten wir beobachten, wie die KI korrekt das Wachstum von jungen Fichten unter alten Buchen vorhergesagt hat“, berichtet Schmitt.

Datensatz frei zugänglich

Das Vorhaben „Wald5Dplus“ wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz gefördert. Der gesammelte Datensatz zur Waldvermessung – einschließlich Skripte und Modelle – steht der Öffentlichkeit über zenodo.org zur Verfügung. „So möchten wir Forschenden und Interessierten weltweit die Möglichkeit geben, eigene Analysen durchzuführen und zur Erhaltung der Wälder beizutragen“, erklärt Hauser.

bb