Der Klimawandel schädigt und zerstört auch in Hessen immer mehr Wald. Für die Forstwirtschaft ist es daher wichtig, so früh wie möglich zu wissen, wo sie aufforsten oder kranke Bäume fällen muss. Damit dies nach Dürreperioden, Stürmen und Waldbränden besser und schneller gelingt, entwickeln Forscher der Hochschule Rhein-Main in Wiesbaden, der Landesbetrieb Hessen Forst und die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt gemeinsam das Verfahren „Sensure Wald“. Dabei werden Satellitenbilder und Künstliche Intelligenz (KI) eingesetzt. Um Waldschäden zu erkennen, sind Fotos aus der Luft optimal geeignet. Es gibt jedoch ein Problem: Die Fotos der Erdbeobachtungssatelliten (Sentinel) des Copernicus-Programms der ESA sind zwar aktuell, verfügen jedoch über eine sehr niedrige Auflösung. Es ist nicht möglich, kleinere Baumgruppen darauf zu erkennen. Aus Flugzeugen geschossene Luftbilder sind dagegen hochauflösend, auf ihnen sind sogar einzelne Bäume zu erkennen. Allerdings werden die Bilder im Auftrag der Bundesländer nur etwa alle zwei Jahre aktualisiert. Eine Lösung für das Problem entwickeln derzeit Informatiker der Hochschule. Ulrich Schwanecke, Professor für IT, und Doktorand Maxim Dolgich verschmelzen sozusagen die Fotos, um besser auf den Wald schauen zu können. KI soll hochaufgelöste und detailreiche Bilder generieren „Wir versuchen, die beiden Datenpools zu fusionieren, um aus niedrig aufgelösten Bildern höher aufgelöste zu machen“, erklärt Schwanecke. „Die Satellitendaten erhalten wir wöchentlich, und alle zwei bis drei Jahre bekommen wir zusätzlich hochaufgelöste Daten von Flugzeugen, die über die Wälder fliegen.“ Mithilfe von KI sollen nun hochaufgelöste und detailreiche Bilder generiert werden. Laut Schwanecke kann darauf erkannt werden, ob kleinere Baumbestände noch gesund oder schon erkrankt sind. Die Aufgabe der Forscher besteht aktuell darin, die KI so zu trainieren und anzulernen, dass sie aus den groben Bildern die hochaufgelösten Bilder entwickelt und dafür später keine Überflugbilder mehr benötigt. Wie das gelingen kann, zeigen die beiden Forscher auf aktuellen Fotos von Waldflächen im Rheingau-Taunus-Kreis zwischen Bad Schwalbach und Taunusstein, die jüngst durch Waldbrände geschädigt wurden. Das Sentinel-Satellitenbild ist laut Dulgich zwei Tage nach dem Brand entstanden, und durch den Einsatz der KI sind die verbrannten Flächen deutlich zu sehen. Zudem, so ein weiteres Projektziel, soll die KI künftig geschädigte Waldflächen automatisch und effizient erfassen, ohne dass Menschen zuarbeiten müssen. Die KI sucht sozusagen selbständig nach kranken Bäumen. Die Wiesbadener Forscher entwickeln derzeit die Datengrundlage, mit deren Hilfe dann Waldexperten bewerten können, wie es um die Wälder in Hessen steht. „Das können wir nicht, das machen dann die Förster von Hessen Forst“, stellt Schwanecke klar. Nach Auskunft von Mengistu Abiy, Sachbereichsleiter für forstliche Geoinformation bei Hessen Forst, geht es darum, „digitale Werkzeuge“ für Forstbetriebe und Behörden zu schaffen. Dem Förster die Arbeit erleichtern Das Projekt läuft seit neun Monaten und befindet sich in der Anfangsphase. „Wir haben den ersten Prototypen einer KI erstellt, die das Super-Resolution-Verfahren ermöglicht“, berichtet Schwanecke. Nun soll mit Förstern über die bisherigen Ergebnisse und das weitere Vorgehen gesprochen werden. Die KI soll weiter trainiert werden. Weil es Flugzeugbilder nicht nur aus Hessen, sondern auch aus allen anderen Bundesländern gibt, wird die KI mit größeren Datenmengen gefüttert. Je mehr Daten zur Verfügung stehen, desto besser kann die KI laut Dulgich angelernt werden. Bis 2029 soll das Forschungsprojekt, das vom Bundesministerium für Landwirtschaft, Ernährung und Heimat mit 633.000 Euro gefördert wird, abgeschlossen sein. Gemeinsam mit der Forstlichen Versuchsanstalt wird eine Software entwickelt, die die Förster nutzen können. Eine Vision ist, dass Förster morgens ihre Rechner hochfahren und sich aktuelle und durch die KI hochaufgelöste Satellitenfotos ihres Reviers herunterladen. So wissen sie, welcher Teil ihres Waldes Hilfe benötigt. „Es gibt auch die Möglichkeit, ein Frühwarnsystem einzubauen“, sagt Schwanecke. Dies wäre möglich, indem man ein Analysetool einsetzt, das bei einer erkannten Veränderung Alarm schlägt. Sobald das Projekt abgeschlossen ist, steht es auch der Allgemeinheit zur Verfügung. „Alle im Rahmen des Projekts entwickelten Softwarekomponenten sollen als Open-Source-Produkte veröffentlicht werden“, teilte Florian Franz von der Forstlichen Versuchsanstalt mit. Für Holger Hünemohr, Leiter der Verwaltungsinformatik an der Hochschule, birgt das Projekt auch einen wirtschaftlichen Vorteil. „Wenn ein Förster auf seinem Handy die aktuellen Daten über den Wald hat, dann ist das für die Waldberichte und das Monitoring eine erhebliche Erleichterung seiner Arbeit.“ Zudem könnten auch private Waldbesitzer die App nutzen, um den Zustand ihrer Wälder zu untersuchen.