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Earth Observation Research Cluster

Die Ökosystemleistungen des ‚Urbanen Forsts‘: flächenendeckende Modellierung mittels Fernerkundung und künstlicher Intelligenz


    Studienstandort: München, Deutschland

    Finanzierung: Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU)

    Kontakt: Hannes Taubenböck, Andrea Sofia Garcia de León





Stadtbäume erbringen vielfältige Ökosystemleistungen (ÖSL) zur Reduktion der Auswirkungen des Klimawandels in Städten, beispielsweise durch Kühlung, Verschattung, Speicherung von Kohlenstoff und Erhalt von Biodiversität. Detaillierte Angaben zu den Leistungen von Stadtbäumen in Abhängigkeit ihrer Struktur und ihres Wachstums für europäische Großstädte fehlen jedoch. Informationen zu den Leistungen und zum Wuchs von Stadtbäumen auf Stadt- oder Quartiersebene würden jedoch erheblich zur Klimaanpassung von Städten beitragen, in dem ein angepasstes Management des bestehenden Stadtbaumbestandes oder die richtige Planung eines Neubauprojekts erfolgen kann.
In diesem Projekt soll auf Basis von Einzelbaummessungen das prozessbasierte Modell CityTree für alle häufigen mitteleuropäischen Baumarten erweitert werden, um die Wuchs- und ÖSL der häufigsten Arten detailliert angeben zu können. Mit Hilfe höchstaufgelöster Luft- und Satellitenbilddaten sowie Höheninformation werden zusätzliche Standortparameter wie Bodenversiegelung, Bebauungsdichte oder Abschattungseffekte parametrisiert. Darauf aufbauend wird mit einem Verfahren der künstlichen Intelligenz eine automatische Baumerkennung implementiert, die eine detaillierte Erfassung und Analyse von Einzelbäumen im städtischen Umfeld ebenso wie eine Bestimmung der ÖSL von Stadtbäumen einfach und praktikabel für Endnutzer wie Kommunen und Planer möglich macht.
Das Ziel des beantragten Vorhabens ist somit die Entwicklung eines praxistauglichen Modells zur flächendeckenden Abschätzung des Wachstums und der ÖSL von mitteleuropäischen Stadtbäumen mittels eines innovativen und übertragbaren Ansatzes auf Basis von Fernerkundungsdaten. Das Projekt unterstützt damit die strategische Planung und das Management von städtischen Gehölzbeständen für die Entwicklung einer nachhaltigen und klimafitten urbanen grünen Infrastruktur mit erheblichen Potenzialen zur Verbesserung der stadtklimatischen und stadthydrologischen Verhältnisse und der Klimaanpassung von Städten. Die Projektergebnisse werden einen wichtigen Beitrag zur Klimawandelanpassung am konkreten Beispiel der Stadt München liefern, die entwickelten Methoden sind jedoch aufgrund der verwendeten Eingangsdaten und der weitgehend automatisierten Verfahren gut auf andere Städte und Gemeinden übertragbar