JKU Linz entwickelt KI-System zur Waldbrand-Früherkennung

Ein Forschungsteam der JKU Linz hat ein neues System zur Früherkennung von Waldbränden entwickelt. Es soll mit Drohnen selbst jene Brandherde aufspüren, die unter einem dichten Blätterdach verborgen liegen. In Feldversuchen wurden versteckte Hitzequellen bis zu 12,8-mal genauer rekonstruiert als mit bisherigen Verfahren.

Gerade glimmende Boden- und Erdfeuer sind für Satelliten, Sensoren und herkömmliche Wärmebilddrohnen oft kaum zu erkennen. Die Baumkronen blockieren die Sicht auf den Waldboden. Dabei ist eine frühe Entdeckung entscheidend: Kleine und begrenzte Brände lassen sich dann meist noch wirksam bekämpfen.

Gemeinsam mit Feuerwehr entwickelt

Entwickelt wurde das System von einem Forschungsteam für Computergrafik der JKU in Zusammenarbeit mit dem Landesfeuerwehrkommando Oberösterreich und der Feuerwehr St. Agatha. Mithilfe einer neuartigen Kombination aus intelligenter Signalverarbeitung und Künstlicher Intelligenz können Drohnen buchstäblich „durch das Laub hindurchsehen“ und die Bodentemperatur recht genau abschätzen sowie versteckte Brandherde in Echtzeit rekonstruieren.

Das neue Verfahren nutzt die von der JKU bereits vor einigen Jahren entwickelte Airborne Optical Sectioning (AOS) Methode, um die Verdeckung der Waldvegetation wegzurechnen.

Zunächst werden störende Einflüsse der Vegetation aus den Aufnahmen herausgerechnet. Anschließend korrigiert eine speziell trainierte KI die unscharfen Hitzesignale. So kann sie die Bodentemperatur sowie die Form und Ausdehnung eines Brandherdes rekonstruieren.

„Das System zeigt nicht nur, dass es brennt, sondern liefert auch die exakte Ausdehnung und Form des Feuers. Das ist mit herkömmlicher Technik bei dichtem Kronendach unmöglich“, erklärt Oliver Bimber vom JKU Institut für Computergrafik.

Für das Training der KI nutzten die Forschenden Wärmebilder eines Bergwaldbrandes in Österreich. Mit KI-Bildgeneratoren entstanden daraus zehntausende künstliche Feuerszenarien. In Simulationen lernte das System, wie Hitzesignale durch unterschiedlich dichte Wälder dringen.

Mögliche Nutzung auf Überwachungsdrohnen

Da das Verfahren extrem schnell und vollautomatisch arbeitet, könnte es in Zukunft auf Überwachungsdrohnen installiert werden, die große Waldgebiete autonom patrouillieren und Alarm schlagen, noch bevor der erste Rauch aufsteigt, heißt es seitens der JKU.