Drohnen sollen mit KI Wildtiere im Auge behalten

Am Campus Hagenberg der Fachhochschule Oberösterreich (FH OÖ) startet das Forschungsprojekt „Bambi“. Tiere wie Rehe, Hirsche, Wildschweine und Gämsen sollen in Waldgebieten mit der Kameradrohne präziser überwacht werden. Künstliche Intelligenz ist hier das Schlüsselwort, denn so können die Tiere "automatisch beobachtet und mit hoher Zuverlässigkeit gezählt werden". Erstmals kommt dabei Lichtfeldtechnologie in Kameradrohnen zum Einsatz.

Seit einem Jahr arbeitet David Schedl, FH-Professor für Visual Computing am Campus Hagenberg der FH OÖ mit Kooperationspartnern an dem Forschungsprojekt.

Wie funktioniert "Bambi"?

“Bambi” steht für Biodiversity Airborne Monitoring based on Intelligent UAV Sampling (übersetzt bedeutet das „die Überwachung der Biodiversität in der Luft basierend auf intelligenter UAV-Probenahme“).

„Kameradrohnen machen Luftaufnahmen von Gebieten, in denen potenziell Wildtiere leben. Gleichzeitig werden selbstlernende Algorithmen darauf trainiert, automatisch die Tierarten zu erkennen und zu detektieren“, heißt es in der Aussendung der FH OÖ. Durch diese punktuellen Flüge könne mit der Zeit eine „statistisch genauere Abschätzung, was die Population der verschiedenen Tierarten betrifft“, möglich sein.

Eine Frage, die sich dabei stelle:

Verstellen Baumkronen nicht die Sicht?

„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 Schedl. „Normale“ Kameras nehmen nur Bilder auf, aber die Lichtfeldtechnologie nutzt noch weitere Daten.

Ein Lichtfeld bestehe etwa aus mehreren Bildern. Ein Punkt am Boden wird somit mehrmals aus verschiedenen Positionen sichtbar. Dieses Bildmaterial wird dann verarbeitet und ein Mittelwert errechnet. So können Baumkronen oder andere Sichtverdeckungen aufgelöst werden.  

Um jedoch diese Daten zu verrechnen, muss die genaue Position der Drohne und die Beschaffenheit des überflogenen Geländes (die Höhen, Tiefen und Unregelmäßigkeiten) klar sein. Dazu werden laut Schedl von „Laserscan-Befliegungen gewonnene Höhendaten, die für Österreich fast flächendeckend vorliegen“ verwendet.

Die Künstliche Intelligenz -die mitentwickelt wird- muss mittels Bildverarbeitung lernen, die unterschiedlichen Tierarten richtig zuzuordnen. Deswegen startete das Team mit Reh, Hirsch, Wildschwein und Gams. Zum Training der KI wurden zunächst die Stadt Haag und der Cumberland Wildpark abgeflogen. Auch Aufnahmen in freier Wildbahn wurden bereits gemacht. Dazu fliegen die Drohnen in einer Höhe von 30 bis 40 Meter, die Tiere sollen dabei „so wenig wie möglich belästigt werden. Uns geht es darum, sie zu zählen“, sagt Schedl.

Das Ziel

Durch diese konstante Beobachtung des Wildlebens sollen drohende ökologische Probleme, wie der Verlust der Biodiversität verhindert werden: „Zu Beginn geht es zumeist um Regulierung der Wildpopulation, wenn diese nötig ist.“ Spätere sollen auch seltene Tierarten wie Luchse oder Wölfe mit Blick auf den Artenschutz verstärkt in den Fokus rücken.

Das Projekt läuft bis April 2025 und wird von der österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft (FFG) gefördert. Weitere Kooperationspartner sind das Büro für Wildökologie und Forstwirtschaft, der Geodatendienstleister Umweltdata und Drohnenspezialist ViewCopter. Unterstützung kommt von den Jagdverbänden in Nieder- und Oberösterreich sowie Tirol.