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Joanneum ResearchSatellitenjagd auf Borkenkäfer

Weltraumdaten sollen künftig helfen, den Borkenkäferbefall in Österreichs Wäldern in den Griff zu bekommen. Forscher bei Joanneum Research entwickeln die Software dazu.

mit Daten von Sentinel-2 soll der Borkenkäferbefall analysiert werden © ESA
 

Es ist ein enormer Schaden, den diese kleinen Tiere jährlich anrichten: die Borkenkäfer, die in heimische, durch Sturmschäden, Klimaveränderung und Monokulturhaltung geschwächte Fichtenwälder einfallen. Jetzt sollen auch Satellitendaten beitragen, den Schaden zu minimieren und Strategien gegen den Befall zu entwickeln.

„Beat it“, nennt sich das Projekt, das unter Federführung von Janik Deutscher vom Institut für Informations- und Kommunikationstechnologien bei Joanneum Research (JR) eben begonnen wurde und zwei Jahre dauern wird. Die Abkürzung „Beat“ steht für „Bark Beetle Detection from Space“, also das Aufspüren des Befalls von Borkenkäfern aus dem All.

Bislang ist ja das Feststellen von Borkenkäferbefall eine mühsame Sache. Es sind Begehungen notwendig, es werden spezielle Pheromon-Fallen aufgestellt, seit Neuestem kommen auch extra dafür ausgebildete Hunde zum Einsatz.

Die Dimension ist enorm, ein Waldfonds um 350 Millionen Euro wurde aufgelegt, der auch für Entschädigungen bei Borkenkäferbefall gedacht ist.
Es ist naheliegend, dass man daran denkt, auch den Borkenkäferbefall aus dem Weltraum zu beobachten. Zugrunde liegen dem Projekt die Daten, die vom europäischen Erdbeobachtungssatelliten „Sentinel-2“ geliefert werden. Und es gab bei JR ein Vorläuferprojekt namens AlpMon. Dabei wurde nachgewiesen, dass man aus Satellitendaten Waldveränderungen detektieren kann.

„Die Daten umfassen mehrere Frequenzen im sichtbaren und im Infrarotbereich“, erklärt Deutscher. Die Auflösung der Daten beträgt dabei nur zehn mal zehn Meter.

Sentinel-2 macht alle paar Tage aus derselben Perspektive Bilder. Diese Daten werden von einem Projektpartner zunächst bearbeitet und dann in einem eigenen Daten-Zentrum abgespeichert. Deutscher analysiert dann die zeitliche Abfolge.

Tatsächlich ändern sich je nach Jahreszeit die Farben der Pixel. Allein aus dieser Abfolge lässt sich zum Beispiel erkennen, welcher Baumbewuchs (Nadelwald, Laubbäume) zu sehen ist. Auch Holzeinschläge kann man genau erkennen.

Deutscher interessiert sich nun für jene (sehr kleinen) Änderungen, die durch den Borkenkäfer verursacht werden. Denn bei Bäumen, die befallen werden, ändern sich die Farben der Nadeln bzw. die Nadeln sterben ab. Den Borkenkäfer selbst kann natürlich ein Satellit nicht sehen.

Das alles klingt wesentlich einfacher, als es in der Realität ist. Einerseits ist nur ein Teil der Aufnahmen wirklich brauchbar – gerade im Alpenraum verhindern oft Wolken vernünftige Aufnahmen. Auch Schnee wirkt störend. Andererseits sind gerade die ersten Änderungen, an denen man besonders interessiert ist, sehr schwierig zu entdecken.

Nach wie vor sind daher Vergleiche bzw. Kontrollgänge vor Ort nötig. Immerhin erspart das aber viel Arbeit, denn diese Kontrollgänge können viel gezielter stattfinden. Doch das Ziel des Projektes ist es, mit modernen Methoden der künstlichen Intelligenz vor allem in Richtung Vorhersage zu kommen. Wo werden die nächsten Schäden vermutlich auftreten? Welche Örtlichkeiten sind besonders anfällig?

Die Software selbst ist nicht auf diese Anwendung beschränkt. Auch andere Umweltveränderungen könnten mit denselben Methoden erkannt und dann bekämpft werden.

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