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14.08.2021

Mit Drohnen Neophyten finden

Unwillkommen: Auch Goldruten gehören zu den Neophyten.
Unwillkommen: Auch Goldruten gehören zu den Neophyten. Bild: Ost und Keystone
Die Öffentlichkeit könnte in die Bekämpfung von Neophyten involviert werden und so die einheimische Flora schützen helfen. Dies dank eines Projekts zweier Studenten der Fachhochschule Ost in Rapperswil.

In der Schweiz wachsen zwischen 500 und 600 Neophyten, also Pflanzenarten, die aus völlig anderen biogeografischen Gebieten stammen. Fast 60 dieser Arten gelten aktuell als invasiv beziehungsweise als potenziell invasiv.

Das heisst, diese Neophyten breiten sich mangels natürlicher Feinde schnell aus und verdrängen die einheimische Flora.

Wildbestände von Neophyten müssen kontrolliert werden

Einheimischen Tieren bieten Neophyten wenig bis keine Alternative als Futterquelle, als Schutz- oder als Nistplatz. Einige sind gefährlich für die Gesundheit, andere können Bauten oder den Hochwasserschutz beeinträchtigen.

Daher ist es wichtig, vor allem die Wildbestände zu kontrollieren beziehungsweise diese zu eliminieren, wie es in einer Medienmitteilung der Ostschweizer Fachhochschule (Ost) heisst. Die Bekämpfung solcher Neophyten wie zum Beispiel der Spätblühenden Goldrute sei zeitaufwendig und teuer.

Aus diesem Grund sollten bereits kleine Bestände identifiziert werden können – und zwar bevor sie blühen und Samen ausbilden.

Am Institut für Landschaft und Freiraum (ILF) an der Ost in Rapperswil wurden unter der Leitung der Professorin Jasmin Joshi die Voraussetzungen für eine Überwachung aus der Luft mittels Drohnen geschaffen. Dies mit dem Projekt «VegEye». Neophyten-Ermittlung mittels einfacher Drohnenaufnahmen Dieses Projekt wurde in Zusammenarbeit mit dem Interdisciplinary Center for Artificial Intelligence (ICAI) mit Deep-Learning-Ansätzen erweitert. Damit grössere Datenmengen bearbeitet werden können und präzisere Auswertungen möglich sind. Im Rahmen ihrer zweiten Masterprojektarbeit an der Ost entwickelten Nicolas Tobler und Raphael Unterer in Zusammenarbeit mit dem ICAI einen neuen Algorithmus, der es ermöglicht, die Ausbreitung von invasiven Neophyten mit einfachen (RGB-)Drohnenaufnahmen zu ermitteln. «RGB-Daten sind wesentlich einfacher zu erhalten », erklärt Guido Schuster, Direktor des ICAI.

«Durch diese Vereinfachung wurde das Detektionsproblem aber wesentlich komplexer», so Schuster, also, die Identifizierung der schädlichen Neophyten wie zum Beispiel der Spätblühenden Goldrute. «Wir haben neue Algorithmen, die perfekt auf das Problem abgestimmt sind, entwickelt und trainiert und konnten so dennoch eine hohe Performance erreichen», erklärt Schuster.

Mit Drohnen gegen invasive Pflanzen: Der neu entwickelte Algorithmus verarbeitet einfache RGB-Drohnenbilder und generiert verschiedene Arten der Darstellung. So wird der Einsatz von kommerziellen Drohnen zur Ermittlung von kleinsten Neophytenbeständen möglich. Bild: Ost und Keystone

Öffentlichkeit kann Kampf gegen Neophyten unterstützen

Der Algorithmus ist generisch und bietet die Möglichkeit,verschiedene Datenquellen wie zum Beispiel Infrarotaufnahmen in die Verfahren einzubauen. Mit diesen zusätzlichen Datenquellen, so Schuster, könne die Performance sogar noch gesteigert werden.

Durch den Fokus auf RGB-Bilddaten wird es möglich, kommerzielle Drohnen zum Aufspüren von invasiven Neophyten zu nutzen. «Dies ist wichtig, da es nun grundsätzlich möglich wird, die Öffentlichkeit in die Neophytenbekämpfung via Drohnenbilder zu involvieren», so Guido Schuster.

Und er erklärt: «Man könnte einen Server über das Internet zugänglich machen, wo Drohnenpiloten ihre RGB-Bilddaten hochladen können. Dann kann der Server die entwickelten Algorithmen benutzen, um Neophyten zu finden. Dies wäre ein sehr nützliches ‹Citizen Science›-Projekt», sagt Schuster.

Zuversichtlich für den Einsatz in der Praxis

Der ICAI-Leiter ist zuversichtlich, was den Einsatz des Verfahrens in der Praxis betrifft: «Das ILF hat gute Verbindungen zu den kantonalen Behörden, und wenn sich die entwickelten Verfahren bei weiteren Tests als zuverlässig erweisen, werden diese sicherlich ihren Einsatz in der Praxis finden.» Heute sei es sehr schwierig, die Verbreitung von Neophyten zu erfassen, fährt Schuster fort. «Dies ist aber wichtig, wenn man verstehen will, wie gut die getroffenen Massnahmen funktionieren. Die entwickelten Verfahren sind sicherlich ein Schritt in diese Richtung.»

Redaktion March24&Höfe24
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