Mithilfe von Künstlicher Intelligenz (KI) und Datenanalyse wollen Forscher der Technischen Universität Kaunas (KTU), der grössten Technischen Hochschule Litauens sowie des gesamten Baltikums, die Gesundheit der Wälder sicherstellen. In Zeiten des Klimawandels sind sie mehr denn je gefährdet. Förster und Wissenschaftler können die lückenlose Überwachung nicht leisten, da es an Personal fehlt.
"Klimawandel, Schädlinge und menschliche Aktivitäten verändern die Wälder schneller, als wir es erfassen können. Einige Veränderungen werden erst dann bemerkt, wenn der Schaden bereits irreversibel ist", so der KTU-Entwickler Rytis Maskeliūnas.
Das neue System erfässt den Zustand der Wälder unter anderem an den Veränderungen der Bäumen - und zwar akustisch. Werden Bäume illegal geschlagen, erkennt das Überwachungssystem dies anhand der typischen Geräusche von Axtschlägen und Kettensägen.
Subtiler ist die Analyse beim Gesang von Vögeln. "Vogelgesang hilft beispielsweise dabei, die Aktivität der Tiere, Artenvielfalt und saisonale Veränderungen bei der Wanderung zu überwachen. Plötzliche Veränderungen wie eine deutliche Zunahme oder Abnahme von Vogelstimmen kann auf ökologische Probleme des Waldes hinweisen", so Maskeliūnas.
Selbst von den Bäumen erzeugte Geräusche von Blattbewegungen oder brechender Äste können auf strukturelle Veränderungen bei Bäumen aufgrund von Trockenheit oder anderen Stressfaktoren hinweisen, heisst es. Die Geräusche werden von Sensoren erfasst, die in ein Internet der Dinge (IoT) integriert sind.
Die Daten werden kontinuierlich oder in kurzen Abständen an einen Zentralrechner übermittelt, der sie auswertet und Alarm schlägt, wenn er verdächtige Geräusche registriert hat. "Die IoT-Geräte von 'Forest 4.0' sind wie stille Wächter der Ökosysteme von morgen, die den Herzschlag unserer Wälder in Echtzeit analysieren und eine Welt fördern, in der die Technologie auf die Natur hört", erklärt KTU-IoT-Experte Egidijus Kazanavičius.
Die zweite Komponente ist ein Prognosemodell. Es berechnet, wie ein Wald von einem Zustand in einen anderen übergeht, basierend auf den aktuellen Bedingungen und den wahrscheinlichen Wachstums- und Sterblichkeitsraten. "So können wir vorhersagen, wie viele junge Bäume überleben oder aufgrund von Krankheiten oder Schädlingen absterben werden, und so fundiertere Entscheidungen in der Waldbewirtschaftung treffen", sagt Robertas Damaševičius.
Das frühzeitige Erkennen von Schäden für ganze Wälder oder einzelne Bäume oder Baumarten ermöglicht es der Forstverwaltung, schnell einzugreifen, um schwerere Schäden zu verhindern.
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