Pilotprojekt Weihnachtsbaumdetektion mit KI-Unterstützung

Die Kalamität hat in vielen Wäldern ihre Spuren hinterlassen: riesige Waldflächen warten auf ihre Aufforstung. Das kann nicht nur eine emotionale, sondern auch eine finanzielle Herausforderung sein. Naheliegend also, dass eine neue Einnahmequelle auf diesen Flächen gesucht wird: Weihnachtsbäume bieten sich an. Weihnachtsbaumkulturen sind ein lukratives Geschäft. Sie können jedoch je nach Bewirtschaftungsweise negative Auswirkungen auf den geschädigten Wald haben. Problematisch ist der Einsatz von Herbiziden und Düngemitteln, eine intensive Bodenbearbeitung oder die flächige Befahrung des empfindlichen Waldbodens. Im Rahmen des Landesforstgesetzes ist die Anlage von Weihnachtsbaumkulturen unter bestimmten Rahmenbedingungen erlaubt. Gleichzeitig nimmt die unrechtmäßige Anlage dieser Intensivkulturen zu – auf Flächen, auf denen eigentlich der Wald der Zukunft wachsen soll.

Projekt KI: das Training durch Luftbilder

Daher hat Wald und Holz NRW nach der Beauftragung durch das Ministerium für Landwirtschaft und Verbraucherschutz (MLV) ein Projekt ins Leben gerufen, das das Auffinden neu angelegter Kulturen erleichtern soll. Es handelt sich dabei um ein rechnergestütztes Modell, das neue Weihnachtsbaumkulturen durch den Vergleich von Luft- und Satellitenbildern erkennen soll. Das Projektgebiet zur Erprobung des Modells befindet sich im Hochsauerlandkreis, dem Hotspot für Weihnachtsbaumanbau in Nordrhein-Westfalen.

Das Computerprogramm wurde unter Zuhilfenahme von KI durch das Anlernen von Luftbildern darauf trainiert, Weihnachtsbaumkulturen von sonstigen Waldflächen, landwirtschaftlichen Flächen und Gärten zu unterscheiden. Auch eine Verwechslung mit normalen Nadelholzkulturen sollte durch das richtige „Training“ der KI ausgeschlossen werden.

Erste Ergebnisse erfolgreich

Beim ersten Einsatz des Modells wurden im Vergleich mit älteren Luftbildern angelegte Weihnachtsbaumkulturen mit einer Trefferquote von 97 Prozent erkannt. Die ersten Versuche waren also erfolgreich. Je mehr Daten das System bekommt, desto besser und genauer wird die Auswertung der Luftbilder.

Einsatz des Modells in der Praxis

Mithilfe der KI ist es möglich, Weihnachtsbaumkulturen zu erkennen. Durch einen Abgleich mit dem vorhandenen Datenbestand von rechtmäßig angelegten Kulturen können so Rückschlüsse auf neu angelegte Kulturen erfolgen. Die durch die KI erkannten Flächen können dann anschließend vor Ort eingeschätzt werden. Ist der Erhalt des Waldes und seiner Funktionen gefährdet, können dann entsprechende Maßnahmen ergriffen werden.

Die KI könnte auch in einem weiteren Bereich eingesetzt werden, der aufgrund der riesigen Kahlflächen kaum überschaubar ist: das Monitoring der Wiederaufforstung. Kahlflächen müssen gemäß Landesforstgesetz innerhalb von zwei Jahren wieder aufgeforstet werden. Auch hier kann die KI anhand von Luftbildern helfen, die nicht bestockten Flächen auf ähnliche Weise zu identifizieren. Dann kann vor Ort entschieden werden, inwiefern die Waldbesitzenden informiert werden können, mit welchen Baumarten und mit welcher Vorgehensweise die Fläche wiederbestockt werden kann.