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Die Ausgangssituation: Was ist die ökologische Herausforderung?
Die Wälder Mitteleuropas sind im Umbruch. Klimatische Extremereignisse und Insektenbefall betreffen vor allem Nadelwälder. Sie sind für Dürreperioden besonders anfällig, was die Gefahr für Waldbrände steigert. Brände zerstören nicht nur den Lebensraum Wald, sondern auch die Möglichkeit, dass er Kohlenstoff speichert und setzen das zuvor aufgenommene C02 wieder frei. Das wiederum trägt zum Klimawandel bei. Aktuell werden bei erhöhter Waldbrandgefahr häufig Kleinflugzeuge mit speziell ausgebildeten Luftbeobachtern auf Patrouille geschickt oder ein Netz aus stationären Beobachtungstürmen genutzt. Dies ist ressourcenaufwändig und wenig leistungsfähig.
Die Idee: Welchen Beitrag kann KI konkret leisten?
Das Projekt KIWA ergänzt bestehende Systeme zur Waldbrandfrüherkennung durch Künstliche Intelligenz (KI). Es wird bestehende Abläufe verschlanken, automatisieren, nachhaltiger und leistungsfähiger machen. Spezielle Drohnensysteme mit KI-basierten Computer-Vision-Anwendungen identifizieren über Luftbilder flächendeckend mögliche Gefahrenstellen, Feuer und Rauch. Durch die Einbettung in bestehende Abläufe können Gemeinden, Katastrophenschutzorganisationen und Feuerwehren Waldbrandherde erkennen, solange sie noch kontrollierbar sind. Gleichzeitig werden die Emissionen von Flugzeugen reduziert, die bisher zur Waldbrandfrüherkennung eingesetzt werden. KIWA stellt hochaufgelöste Fernerkundungsdaten zu Waldökosystemen, zu Waldbrandrisiken einzelner Baumarten und Regionen Deutschlands sowie KI-gestützte Auswertungen bereit. Dadurch werden sensible und schützenswerte Ökosysteme identifiziert, die Entwicklung von Wäldern begleitet und Daten für das Forstmanagement bereitgestellt. Dies unterstützt den Umbau zu multifunktionalen und an den Klimawandel angepassten Wäldern. Langfristig sichert und erhöht das die biologische Vielfalt. Die Waldbestände werden abwechslungsreicher und damit weniger brandgefährdet.
Der Ausblick: Welchen Leuchtturmcharakter hat das Projekt?
Das Projekt ist innovativ, da es die Fernerkundung mittels Drohnen mit der Nutzung von kombinierten Verfahren des Machine- und Deep-Learnings zur Auswertung der Daten sowie Klima- und Wetterdatenanalysen kombiniert. Dies führt zu neuartigen Lösungen und Handlungsempfehlungen für eine nachhaltige, klimaresiliente und biodiversitätsfördernde Waldwirtschaft. Technologiegestützte Brandvermeidung und -beherrschung schützt darüber hinaus langlebige, struktur- und artenreiche Ökosysteme. Das durch KIWA entwickelte System dient als übertragbare Blaupause und soll flexibel in Regionen Deutschlands und international einsetzbar sein. Die Übertragbarkeit wird in der Spätphase des Projektes erprobt.