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Naturschutzgebiete überwachen im Flug

Europas Naturschutzgebiete sollen ökologisch gesund bleiben. Bisher waren die riesengroßen geschützten Gebiete kaum zu überwachen, nun gelingt das mit Lasertechnik, Flugzeugen und Algorithmen der TU Wien.

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Mit solchen Flugzeugen wird die Erdoberfläche gescannt. Riegl / TU

Eine Gegend zum Naturschutzgebiet zu erklären nützt noch nicht viel. Man muss den ökologischen Zustand des Areals auch regelmäßig kontrollieren. Allerdings machen Naturschutzgebiete mittlerweile beinahe ein Fünftel der Fläche der Europäischen Union aus. Eine derart große Fläche kann nicht ständig durch Feldbegehungen inspiziert werden, daher entwickelt man nun Methoden, Europas Naturschutzgebiete vom Flugzeug aus zu untersuchen. Kurze Laserpulse werden punktgenau zu Boden geschickt, aus dem reflektierten Licht lassen sich mit ausgetüftelten Computeralgorithmen der TU Wien Aussagen über den Zustand der Lebensräume berechnen.

Laserscan aus dem Flugzeug

„Zumindest alle sechs Jahre muss nach den Regeln des EU-Naturschutz-Netzwerks Natura 2000 jedes Naturschutzgebiet untersucht werden“, sagt Prof. Norbert Pfeifer vom Department für Geodäsie und Geoinformation der TU Wien. „Das lässt sich nur mit Hilfe von luftgestützter Datenaufnahme erreichen.“ In 500 bis 2000 Metern Höhe überfliegen Flugzeuge das Gelände und scannen mit Infrarot-Laserstrahlen einen 300 bis 800 Meter breiten Streifen ab. Ungefähr zehn Punkte pro Quadratmeter werden von den Laserpulsen abgetastet, jeder Puls dauert nur einige Nanosekunden (Milliardstelsekunden).

Eine halbe Million dieser Pulse sendet das Flugzeug jede Sekunde zu Boden, sie werden reflektiert und kehren zum Flugzeug zurück. Aus der Laufzeit der einzelnen Laserpulse kann man Punkt für Punkt den Abstand zwischen Flugzeug und Boden berechnen und eine detaillierte 3D-Karte der Landschaft erstellen.

Spezial-Software erkennt Strukturen

Mit Hilfe einer Software kann aus diesen Daten errechnet werden kann, um welche Art von Vegetation es sich handelt. Die 3D-Karte, die durch die Laserpulse erstellt wird, liefert weitaus mehr Information als man aus einem simplen Luft-Foto bekommen könnte. Scannt man etwa einen Wald, dann werden nicht alle Strahlen von den obersten Baumkronen reflektiert, auch die darunterliegenden Schichten des Waldes werden sichtbar. Ein ökologisch intakter Wald besteht nicht nur aus Bäumen, sondern auch aus Strauch- und Krautschicht. Ob der Wald dieses Schichtsystem aufweist, kann automatisch aus den Daten berechnet werden.

Getestet wurden die neuen Computeralgorithmen im Naturschutzgebiet Ágota-puszta, Püspökladány (Ungarn), das ein sehr feines Mosaik von Salzwiesen, Lössgrasländern und Feuchtwiesen aufweist. Zwischen den Daten und von Menschen erhobenen Parametern wurde eine Übereinstimmung von 80 bis 90% erreicht. Das entspricht etwa dem Grad an Übereinstimmung, wenn dieselbe Region von unterschiedlichen Personen untersucht wird.

Infos:

Die Studie über die neue Fernerkundungsmethode wurde nun im Fachjournal „Remote Sensing“ publiziert.

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