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Detailergebnis zu DOK-Nr. 76462

Automatisierte Erfassung invasiver Neophyten an Autobahnen (Forschungsprojekt VSS 2016/224)

Autoren	M. Nobis C. Ginzler R. Timofte C. Mayer
Sachgebiete	5.1 Autobahnen 5.7 Landschaftsgestaltung, Ökologie, UVP, Auswirkungen des Klimawandels 0.11 Daten (EDV, IT, Internetanwendungen und Verkehrsdaten) 0.8 Forschung und Entwicklung

Zürich: Schweizerischer Verband der Straßen- und Verkehrsfachleute (VSS), 2020, 72 S., 44 B, zahlr. Q, Anhang (Bundesamt für Straßen (Bern) H. 1690)

Verkehrsträger wie Autobahnen und Eisenbahnlinien sind Ausbreitungskorridore für invasive Neophyten. Diese können erhöhte Unterhaltskosten verursachen und sich ausgehend von den Verkehrswegen in angrenzende Landschaften und Siedlungsgebiete ausbreiten. Wegen ihrer hohen Ausbreitungsdynamik und aufwendigen Experten-Kartierungen ist die aktuelle Verbreitung invasiver Arten an Autobahnen und Eisenbahnlinien meist nicht näher bekannt. Angesichts der rasanten Entwicklung in den Bereichen digitaler Kameratechnik und künstlicher Intelligenz wurde in der Arbeit daher eine auf KI (Deep Learning) und maschinellem Sehen basierende, automatisierte Kartierung von zwei invasiven Neophyten an Autobahnen im Schweizer Mittelland entwickelt und angewendet. Als Testarten dienten das aus Südafrika stammende Schmalblättrige Greiskraut (Senecio inaequidens) sowie der ursprünglich in China beheimatete Götterbaum (Ailanthus altissima). Während der Götterbaum durch sein rasches Wachstum zu erhöhtem Unterhaltsaufwand führen und die Verkehrssicherheit beeinträchtigen kann, ist das Schmalblättrige Greiskraut besonders für die Landwirtschaft problematisch, sollte die Art von den Verkehrsträgern auf Kulturen, Wiesen und Weiden übergehen. Inhaltsstoffe des Greiskrauts können als Lebergifte Nutztiere und den Menschen schädigen. Für die automatisierte Erfassung der beiden Arten wurde zunächst vom fließenden Verkehr aus mit zwei Kameras bei durchschnittlich 82 km/h die Vegetation der Seiten- und Mittelstreifen aus einem Fahrzeug heraus gefilmt. Zusammen mit GPS-Koordinaten wurde so die fahrbahnnahe Vegetation entlang der Autobahnen auf einer Gesamtlänge von 690 km in beiden Fahrtrichtungen und während drei Befahrungen (Mai, August, Oktober) erfasst. Die befahrenen Autobahnabschnitte entsprechen rund der Hälfte des gesamten Schweizer Autobahnnetzes. Für das Trainieren und Testen der neuronalen Netze markierten anschließend Experten in Bildern, die aus den Filmen extrahiert wurden, das Vorkommen oder Fehlen der beiden invasiven Neophyten. Beim Schmalblättrigen Greiskraut erfolgte zusätzlich die Unterscheidung blühender und nicht-blühender Vorkommen.