Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGDDie Kontrolle invasiver Pflanzenarten wie der Staudenknöterich stellen Infrastrukturunternehmen in Deutschland und Europa vor zunehmende sicherheitstechnische, ökologische und ökonomische Herausforderungen. Umfangreiche Kartierungs- und Monitoring-Lösungen erfordern daher automatisierte Technologien der Bildverarbeitung und Analyse.
AutoFERIA – Fernerkundung invasiver Pflanzenarten entlang der Autobahn
Strategie gegen invasive Arten – von der Autobahn bis ins kommunale Grün
Das Projekt AutoFERIA zielt darauf ab, eine digitale Systemlösung für die Bekämpfungsplanung invasiver Pflanzenarten, speziell des Staudenknöterichs, entlang der deutschen Autobahnen und auf deren Ausgleichsflächen zu entwickeln. Hierbei sollen Entscheidungsprozesse aus verschiedenen Beobachtungsebenen (Weltraum, Luft, Boden) integriert werden, um eine umfassende Grobkartierung sowie eine detaillierte Feinkartierung und Bewuchs-/Sicherheitsanalyse durchzuführen. Zudem wird die Dokumentation der zeitlichen Veränderungen der Bestände und der Ausbreitungsdynamiken von entscheidender Bedeutung sein. Geplant ist ebenfalls eine Integration von Datenbanken, die auf den Versuchsergebnissen der Bekämpfungstechniken basieren.
Helikopterbefliegung über die Autobahn bei Hamburg, um Trainingsdaten für die Staudenknöterich-Erkennung zu generieren
KI-gestützte Pflanzenarterkennung aus Weltraum, Luft und Boden
Zur Erhebung hochaufgelöster RGB- und multispektraler Bilddaten kommen verschiedene Plattformen wie Satelliten, Flugzeuge, Drohnen, Helikopter und Kamerafahrzeuge zum Einsatz. Die Pflanzenarterkennung erfolgt durch die Generierung synthetischer Daten sowie die Entwicklung und Anwendung KI-basierter Erkennungsalgorithmen. Zudem werden georeferenzierte Veränderungsanalysen über die Zeit durchgeführt, um eine präzise Überwachung der Bestände zu gewährleisten. Das Projekt wird deutschlandweite Verteilungskarten des Staudenknöterichs erstellen, die als Übersicht, Entscheidungshilfe und zur Einsatzplanung für die Bekämpfung dienen.
Von der Autobahn bis zur Agrarfläche: Breite Einsatzmöglichkeiten
Die digitale Systemlösung kann die Bekämpfungsplanung des Staudenknöterichs und anderer invasiver Pflanzenarten optimieren und präzisieren. Darüber hinaus ermöglicht das System ein effektives Monitoring von Ausgleichsflächen sowie von Entwässerungseinrichtungen, um die Ausbreitung invasiver Arten frühzeitig zu erkennen und Gegenmaßnahmen zu ergreifen. Dieses Monitoring soll nicht nur von der Autobahn GmbH, sondern auch von Kommunen nutzbar sein. Die entwickelten Methoden und Technologien sind zudem übertragbar auf andere Anwendungsfelder, wie das Monitoring von Fahrbahnen, aber auch Schienen- und Wassernetzen oder Gebäuden. Dadurch wird eine breitere Anwendung und ein hoher Nutzen für die Umwelt- und Infrastrukturüberwachung gewährleistet.