Monitoring des Gesundheitszustands und der Vitalität von Eschen mittels Hyperspektralaufnahmen (FraxMon)

Mit dem Demonstrationsvorhaben FraxForFuture starten die Bundesministerien für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) und für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit (BMU) ein Projekt zur Rettung der Gemeinen Esche (Fraxinus excelsior).

Bundesweit arbeiten in FraxForFuture fünf Forschungsverbünde in 27 Teilprojekten. Gemeinschaftliches Ziel ist die Entwicklung praktikabler Lösungen zum Erhalt der bestandsbedrohten Esche als bedeutende Ökosystem- und Wirtschaftsbaumart. Aus den projektübergreifenden Erkenntnissen werden Strategien für die forstliche Praxis und zum Umgang mit dem Erreger des Eschentriebsterbens entwickelt.

Forschungsverbund FraxMon

FraxMon widmet sich dem Monitoring von Eschenbeständen, also der laufenden Überwachung der Schadentwicklung. Damit legt dieser Verbund die Grundlagen für Managementkonzepte und flächenbezogene Überlegungen zum Umgang mit der Esche als Wirtschaftsbaumart.

Der Forschungsverbund FraxMon untersucht dafür die räumliche und zeitliche Dynamik der Ausbreitung des Eschensterbens auf unterschiedlichen Beobachtungsebenen: Einzelbaum, Bestand, Region. Zum einen werden vorhandene Monitoringdaten zur Ausbreitung des Eschentriebsterbens retrospektiv genutzt. Zum anderen werden fernerkundungsbasierte Verfahren entwickelt und angewendet, um das Eschensterben über große Flächen hinweg zu erfassen.

Über das gesamte Bundesgebiet werden ca. 20 Monitoringflächen mit unterschiedlicher Beobachtungsintensität eingerichtet, die die Basis für den gesamten Forschungsverbund bilden.

Auf der Einzelbaumebene werden phänologische, physiologische, biochemische und holzanatomische Parameter untersucht, die die Grundlage für eine Frühindikation für die Befallsdisposition von Eschen bilden. 

Weiterentwicklung der Erfassung der Eschenvitalität auf Basis von Hyperspektralaufnahmen

Das Fraunhofer IFF setzt für das Monitoring des Gesundheitszustands von Bäumen und Waldflächen auf Hyperspektralmesstechnik. Diese räumlich und spektral hochaufgelösten Aufnahmen und die Auswertung mit Methoden des maschinellen Lernens geben Auskunft über den allgemeinen Gesundheitszustand der untersuchten Eschen und über einen möglichen Befall mit dem Pilz Falsches Weißes Eschenstängelbecherchen (Hymenoscyphus fraxineus), der das Eschentriebsterben verursacht.

Die Hyperspektralmesstechnik bietet in der Fernerkundung gleichzeitig das größte Potenzial zur Unterscheidung verschiedener Baumarten und verschiedener Vitalitätszustände innerhalb einer Baumart. Im dem Teilvorhaben »Weiterentwicklung der Erfassung der Eschenvitalität auf Basis von Hyperspektralaufnahmen« werden

• Befliegungen ausgewählter Flächen durchgeführt,
• die Hyperspektralaufnahmen geometrisch und radiometrisch korrigiert,
• Indices zur Erfassung der Esche und deren Vitalität mit Methoden des maschinellen Lernens und statistischer Datenanalyse abgeleitet.

Die Hyperspektralaufnahmen und die Relevanzbewertung der verschiedenen Wellenlängenbereiche bilden die Grundlage für eine verbesserte, flächenhafte Vitalitätserfassung der Eschenbestände in Deutschland.