Wo bist du Seegras?
Mit KI Bestände von Seegraswiesen und Unterwasserpflanzen erfassen
© Christian Howe, Kiel
WWF-Büro Ostsee E-Mail schreiben
Wie können die Bestände von Seegraswiesen und Unterwasserpflanzen besser erfasst werden? Das Projekt „Wo bist Du Seegras?“ bietet einen innovativen Lösungsansatz, um die Bestände von Seegraswiesen präziser zu erfassen.
Georeferenzierte Unterwasserbilder, Sonardaten, Umweltmessdaten und KI werden kombiniert, um eine effiziente Kartierung von diesen wertvollen Habitaten zu ermöglichen. Das unterstützt Umweltbehörden, Forschungsinstitutionen und Küstenfischer dabei, frühzeitig Schäden zu erkennen und entsprechende Schutzmaßnahmen zu ergreifen und potenzielle Renaturierungsflächen zu identifizieren.
Der Mehrwert besteht in einem nachhaltigeren Küstenumweltschutz, der Bilanzierung von marinen Kohlenstoffsenken und der Förderung der Meeresbiodiversität. Das Pilotprojekt erforscht und entwickelt das Zusammenspiel von modernen Technologien und KI, um den Schutz mariner Ökosysteme zu verbessern.
Unterstützung durch die KI-Ideenwerkstatt für Umweltschutz
Die KI-Ideenwerkstatt für Umweltschutz unterstützt das Projekt, indem sie die nötige Unterwassertechnik bereitstellt und ein KI-Modell trainiert, welches Seegras automatisch erkennt.
Das Pilotprojekt „Wo bist du Seegras?“ wird in Kooperation mit dem WWF Deutschland Büro Ostsee weiterentwickelt.
Was fasziniert dich an deinem Pilotprojekt?
© Stella Nemecky
„In den letzten Jahren ist die Ostsee zum Sorgenkind Nr. 1 unter den europäischen Meeren geworden. Das Ökosystem steht extrem unter Druck und braucht Hilfe bei der Wiederherstellung wichtiger Habitate für Fische und andere Organismen, um genesen zu können. Die Vorstellung, mit Hilfe von KI die Seegras-Wiederherstellung in der Ostsee ganz praktisch und real voranzubringen, macht mich glücklich.“
Stella Nemecky
Projektsteckbrief "Wo bist Du, Seegras?"
Welches Umweltproblem wollt ihr mit eurem Pilotprojekt lösen?
Das Ökosystem Ostsee ist in einem sehr schlechten Zustand. Die bereits angereicherte Nährstoffbelastung ist erheblich. Zudem hat sich dieser sehr begrenzte Wasserkörper im Rahmen der Klimakrise besonders stark erhitzt. In der Folge breiten sich sauerstoffarme und -freie Zonen immer weiter aus. Dadurch sind entscheidende Lebensräume, wie zum Beispiel Seegraswiesen, die zur Erholung des Ökosystems einen Beitrag leisten können, stark bedroht.
Zur aktiven Wiederherstellung der Seegraswiesen müssen nicht nur bestehende Seegrasflächen großflächig kartiert werden. Sie müssen, auch um bestehende Gebiete gut schützen und ihre Erholung gewährleisten zu können, einem belastbaren Monitoring unterzogen werden. Dies kann zum jetzigen Zeitpunkt nur kleinräumig sowie zeit- und kostenintensiv durch Taucher*innen erfolgen.
Wie würdet ihr euer Produkt kurz beschreiben?
Unser Produkt soll als einfach einzusetzendes, automatisch analysierbares Monitoring- und Kartierungstool die bis dato sehr zeit- und kostenintensiven technischen Lösungen ersetzen, in denen speziell geschultes Personal auf bzw. im Wasser mit Spezialgerät arbeitet. So können künftig sowohl die kommerzielle Fischerei, als auch interessierte Freizeitsportler*innen ohne erheblichen zeitlichen Mehraufwand zur Kartierung und zum Monitoring von Seegraswiesen beitragen.
Was macht eure Lösung innovativ?
Wir möchten eine KI-Lösung entwickeln, die ohne extra Personal, Zeit- und Kostenaufwand die notwendigen Kartierungs- und Monitoringaufgaben ermöglicht. Dafür soll eine automatisierte, KI-basierte Bildanalyse entwickelt werden. Die so produzierten, mit GPS-Location versehenen Aufnahmen der Seegraswiesen werden mit KI analysiert und ermöglichen eine flächendeckende Untersuchung von bestehenden Habitaten und Potenzialflächen zur Wiederherstellung degradierter Seegraswiesen.
Für wen ist das Produkt gedacht?
Alle im Rahmen des Pilotprojektes erarbeiten open source Ergebnisse werden Interessierten kostenfrei zur Verfügung gestellt. Als initiale Nutzer*innen wurden zunächst mit (Meeres-)Umweltschutz und Monitoring beauftragte staatliche Institutionen, Tourismusbeauftragte für die Planung von Nutzungen bzw. Schutzmaßnahmen sowie Schifffahrtsämter, Segler*innen und andere Wassersportler*innen, die mit ihren Aktivitäten zum Schutz empfindlicher Habitate beitragen bzw. deren Zerstörung vermeiden wollen, identifiziert. Auch zur Information von Planungsverfahren für Küstenentwicklungs- und Hafeninfrastrukturmaßnahmen kann das Projekt einen wichtigen Beitrag leisten.
Wie möchtet ihr das Problem mit KI lösen?
KI ist erforderlich, um die durch den Kameraeinsatz zustande kommenden Video- und Bilddaten auswertbar und nutzbar zu machen, ohne dafür geschultes Personal zur Sichtung und Klassifizierung aller Aufnahmen einsetzen zu müssen.
Der Einsatz von KI ermöglicht die Analyse riesiger Datensätze, die im Kontext der geplanten großflächigen Überprüfung von Seegrashabitaten automatisch entsteht. Eine Analyse eines solchen Datensatzes „per Hand“ ist nicht umsetzbar.
Und wie gelingt es, den Einsatz von KI ressourceneffizient und gewinnbringend für den Umweltschutz einzusetzen?
Da für dieses Projekt keine großen KI-Modelle notwendig sind, überwiegt der Schutz von Kohlenstoffsenken im Meer die durch den Einsatz von KI entstehenden CO2-Kosten.
Wie kann die KI-Lösung langfristig genutzt werden?
Ziel ist es, innerhalb eines Jahres die technischen Prototypen (Sonar und Freizeit-Kamera) fertigzustellen, sowie deren Testung im Feld und die Entwicklung der zugehörigen KIs zwecks Bilderkennung abzuschließen. Wir möchten ein System entwickeln, dass sowohl Landes- und Bundesämtern, Tourismusbeauftragten sowie Schifffahrtsämtern, also auch in der kommerziellen Fischerei und im Freizeitbereich einfach und unkompliziert eingesetzt werden kann. Das während des Projektes entstehende Bildmaterial möchten wir über eine frei zugängliche Online-Plattform zur Verfügung stellen.