Mit Drohnen und KI auf der Suche nach Wildtieren

Selbst erfahrenste Wildbiologen können nur schwer abschätzen, wie viel Wild sich in den Wäldern tummelt. Die Tiere bewegen sich flink, sind scheu und meisterhaft im Tarnen. Dementsprechend kompliziert gestaltet sich deren Zählung. Die Fachhochschule (FH) Oberösterreich, versucht nun das Problem mit Hilfe neuer Technologien zu lösen. Seit einem Jahr wird am Campus Hagenberg gemeinsam mit Kooperationspartnern am Forschungsprojekt „Bambi“ gearbeitet.

Lichtfeldtechnologie erstmals bei Drohnen im Einsatz

Dabei machen Kameradrohnen Luftaufnahmen von Gebieten, in denen potenziell Wildtiere leben. Gleichzeitig werden selbstlernende Algorithmen darauf trainiert, automatisch die Tierarten zu erkennen und zu detektieren. Mit Hilfe dieser punktuellen Flüge werde im Laufe der Zeit eine statistisch genauere Abschätzung möglich sein, was die Population der verschiedenen Tierarten betrifft.
Hier stellt sich die Frage: Wie soll die Kamera erfassen, was sich am Waldboden abspielt, wenn Baumkronen die Sicht verstellen? „Das ist das Neue an unserem Projekt: Zusätzlich zu den bereits bekannten Wärmebildkameras setzen wir erstmals die Lichtfeldtechnologie für Wildtiermonitoring in Zusammenhang mit Drohnen ein. Es ist ein erster Feldversuch, um herauszufinden, wie gut das tatsächlich funktionieren kann“, sagt FH-Professor David Schedl. Denn während eine konventionelle Kamera nur Bilder aufnimmt, können mit Lichtfeldtechnologie deutlich mehr Daten genutzt werden. Anstelle eines einzelnen Bildes besteht ein Lichtfeld aus vielen Bildern. So wird ein Punkt am Boden mehrmals aus verschiedenen Positionen der Drohne sichtbar. Nach Verarbeitung aller Daten wird ein Mittelwert aus den Bildaufnahmen errechnet. Verdeckungen können aufgelöst und Wildtiere für die Kamera sichtbar und somit klassifiziert werden.
Für die Datenverrechnung sei zudem wichtig, die genaue Position der Drohne und die Beschaffenheit des überflogenen Geländes mit seinen Höhen, Tiefen und Unregelmäßigkeiten zu kennen. „Wir bauen auf durch Laserscan-Befliegungen gewonnenen Höhendaten auf, die für Österreich fast flächendeckend vorliegen“, erklärt Schedl.
Ein entscheidender Teil des Forschungsprojektes ist, das nötige große Volumen an Daten in ausreichender Qualität unter den zusätzlichen Bedingungen für Lichtfeldaufnahmen zu generieren. Die Künstliche Intelligenz (KI), die mitentwickelt wird, müsse mittels Bildverarbeitung lernen, die diversen Tierarten richtig zuzuordnen. Begonnen wird mit Reh, Hirsch, Wildschwein und Gams.

Erst Aufnahmen bereits in freier Wildbahn erfolgt

Um möglichst viele Daten zum Training der KI zu erhalten, wurden in einem ersten Schritt einige natürlich strukturierte Gehege von Tierparks abgeflogen. Auch Aufnahmen in freier Wildbahn wurden bereits gemacht. Die Kameradrohnen fliegen zumeist in 30 bis 40 Meter Höhe. „Wir wollen die Tiere so wenig wie möglich belästigen. Uns geht es darum, sie zu zählen“, so der FH-Professor. Die Intention dahinter sei, durch konstantes Monitoring drohende ökologische Probleme, wie den Verlust der Biodiversität, zu verhindern. Zu Beginn gehe es zumeist um Regulierung der Wildpopulation, wenn diese nötig sei. In weiterer Folge könnten auch seltene Tierarten wie Luchse oder Wölfe mit Blick auf den Artenschutz ins Zentrum des Interesses rücken.
Das Projekt „Bambi“ läuft bis April 2025 und wird von der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft gefördert. Als Kooperationspartner mit an Bord sind unter anderem das Büro für Wildökologie und Forstwirtschaft, der Geodatendienstleister Umweltdata und Drohnenspezialist ViewCopter. Unterstützung dazu kommt auch von den Landesjagdverbänden Ober- und Niederösterreich sowie Tirol.