Kartierung von Biberteichen aus Luftbildern für den Nationalpark Bayerischer Wald

Diese Arbeit untersucht die Möglichkeiten und Grenzen der Kartierung von Biberteichen anhand von Luftbildern. Herkömmlicherweise werden die Areale von Bibern durch manuelle Begehungen des Gebiets kartiert. Mit der immer weiter fortschreitenden Ausbreitung des Europäischen Bibers in Deutschland und vor allem in Bayern stoßen diese arbeitsintensiven Erhebungsmethoden jedoch an ihre Grenzen. Eine automatisierte, flächendeckende Kartierung von Biberrevieren bietet großes Potenzial, um ökologische Auswirkungen besser untersuchen und ein effizientes Konfliktmanagement betreiben zu können.

Für das Untersuchungsgebiet Nationalpark Bayerischer Wald (Abb. 1) wurde eine Methode entwickelt, die Biberteiche anhand ihrer spektralen Eigenschaften in Farbinfrarot-Orthophotos detektiert. Orthophotos sind mittlerweile für ganz Bayern als Open Data frei zugänglich. Die größte Herausforderung besteht dabei darin, dass Wasserflächen im Allgemeinen ein sehr ähnliches Reflexionsverhalten wie Schatten aufweisen. Des Weiteren sind Orthophotos nicht radiometrisch kalibriert wie beispielsweise Satellitenaufnahmen, was die Interpretation der Rückstreuwerte zusätzlich erschwert. Um eine Trennung von Wasser und Schatten zu ermöglichen, kombiniert das entwickelte Modell spektrale Analysen mit zusätzlichen semantischen und morphologischen Filterungen.

Die Validierung anhand der Referenzdaten, welche von der Nationalparkverwaltung im Rahmen der Datapool Initiative zur Verfügung gestellten wurden, gestaltete sich leider schwierig, weil einerseits nicht alle kartierten Biberteiche im Luftbild tatsächlich sichtbar sind und andererseits nicht alle im Luftbild sichtbaren Biberteiche auch kartiert wurden (Abb. 2). Der Algorithmus erkennt zwar den Großteil der nicht durch Baumkronen überdeckten Biberreviere, kann aber Schatten nicht zuverlässig von Wasser trennen (Abb. 3). Mit weiterer Forschung und Ergänzung des Detektionsmodells in Bezug auf zuverlässigere Schattenerkennung könnten automatisierte Kartierungen dieser Art Teilbereiche der manuellen Kartierung langfristig ergänzen, bestenfalls sogar ersetzen.