Wie künstliche Intelligenz Waldbrände erkennt, bevor sie entstehen

LINZ. Trockener Waldboden, ein unachtsam entsorgter Zigarettenstummel: Innerhalb kurzer Zeit bildet sich, nahezu unsichtbar, ein Glutnest am Boden. Bleibt es unbemerkt, entsteht in den folgenden Stunden ein Waldbrand, mit dem die Einsatzkräfte der Feuerwehr Tage, wenn nicht sogar Wochen zu kämpfen haben werden. Die Schadenssumme wird in die Millionen gehen, dazu sterben Tiere und Pflanzen.

Solche Brandherde zu erkennen, bevor es zu spät ist, ermöglicht eine Drohnentechnologie des Instituts für Computergrafik an der Johannes-Kepler-Universität. Mithilfe einer von der JKU bereits im Jahr 2018 entwickelten Anwendung, genannt "Airborne Optical Sectioning (AOS) – auf Deutsch sinngemäß: "fliegende optische Sektionierung", verschmelzen Kameraaufnahmen mit Messdaten. Ein Blick durch den Blätterwald von oben hindurch wird Realität, ebenso die exakte Abbildung von Glutnestern (siehe Bild).

Das Anwendungsgebiet von AOS ist seit Jahren stetig angewachsen. Laut Oliver Bimber, Mitentwickler und Leiter des Instituts für Computergrafik an der JKU, kommt die Drohne mitsamt Technologie bereits seit Jahren bei der Suche nach abgängigen Personen, Vegetationserfassung sowie archäologischen Erkundungsflügen zum Einsatz.

KI als Schlüssel

Doch wie funktioniert die Technologie im Detail? Eine Kamera, die an der Drohne befestigt ist, erstellt während des Fluges über ein Waldgebiet in wenigen Sekunden mehrere tausend Bilder, eine Software greift anschließend auf die Bilder zu und "rechnet die Blätter in Echtzeit weg, der Waldboden wird dadurch sichtbar", sagt Bimber.

Zu Hilfe kommt dabei ein Verfahren, das sich auf künstliche Intelligenz stützt. Doch wie jede KI-Anwendung muss auch die Waldbranderkennung erst mit Daten, also Bildern von Bränden, "gefüttert" werden. Dazu werden in das Modell derzeit Aufnahmen früherer Waldbrände eingespielt, "die Software lernt, diese dann zu erkennen und zu bewerten", sagt Bimber. Damit der Erfahrungsschatz noch größer wird, hat die JKU gemeinsam mit dem Oberösterreichischen Landesfeuerwehrverband eine Reihe von Tests gestartet. "In Freistadt haben wir bei einer Übung gezielt Bodenfeuer verschiedenster Arten gelegt, dabei die Drohnen Bildaufnahmen machen lassen", sagt Bimber, der selbst vor Ort war. Die Ergebnisse würden sowohl die Entwickler als auch die Verantwortlichen der Feuerwehr "überaus optimistisch" stimmen.

Weitere Kooperation

Die Kooperation soll in den nächsten Monaten weiter vertieft werden, auch bei Waldbrandeinsätzen sollen künftig JKU-Forscher dabei sein.