MOE-Fellowship: M.Sc. Adni Islami

Creating a Tree Inventory Database for the City of Pristina: Integrating Remote Sensing and AI-based Methods

Einleitung

Die Hauptstadt Pristina steht vor bedeutenden ökologischen Herausforderungen, insbesondere im Bereich Luftverschmutzung und unzureichender Begrünung. Angesichts dieser Probleme zielt mein DBU-Projekt darauf ab, ein innovatives, digitales Baumkataster für die Stadt zu entwickeln. In der ersten Projektphase wurden bestehende Baumdaten aus Würzburg und Bayern genutzt, um eine übertragbare Methodik zu konzipieren, die künftig auf kosovarische Städte – insbesondere Pristina – anwendbar ist. Die Kombination aus traditionellen Feldmethoden und modernen Fernerkundungstechnologien bildet das Fundament dieses nachhaltigen und datenbasierten Ansatzes.

Zielsetzung

Das Projekt verfolgt drei Hauptziele:

  • Aufbau einer umfassenden, georeferenzierten Baumdatenbank für Pristina, inklusive Artenidentifikation, Vitalitätsbewertung und Standortparameter.

  • Schulung eines lokalen Teams in Erhebungs, Analyse- und Kartierungsmethoden, um langfristige Kapazitäten auf kommunaler Ebene zu fördern.

  • Entwicklung eines skalierbaren und offenen Systems zur Verwaltung städtischer Grünflächen, das auf anderen kosovarischen Städte ausgeweitet werden kann.

Methodik

Die Methodik basiert auf einer mehrstufigen Herangehensweise, die klassische Geländeerhebungen mit geobasierter Analyse und KI-gestützter Fernerkundung kombiniert. In der ersten Phase wurden:

  • 44.665 Bäume aus dem Würzburger Kataster analysiert, u.a. bezüglich Kronendurchmesser, Höhe, Stammumfang und Nutzungstypen.

  • Ergänzend dazu wurden 329.923 Bäume aus bayerischen LiDAR-Datensätzen untersucht, um strukturelle Merkmale (Höhe, Dichte, Topographie) zu extrahieren.

Für Pristina wird jeder Baum mit GPS georeferenziert und nach Art, Zustand und Morphologie dokumentiert. QGIS und Python-Bibliotheken (z.B. GeoPandas, OSMnx) kommen für Kartierung und Analyse zum Einsatz. Zusätzlich wird die Altersstruktur von Bäumen wie Acer saccharinum (z.B. 115 Jahre alt, geschätzter Wert: 87.750 €) bewertet, um Schutzmaßnahmen für ökologisch und historisch wertvolle Exemplare zu entwickeln.

Ergebnisse der ersten Phase

Die Analyse lieferte wertvolle Erkenntnisse:

  • In Würzburg beträgt die durchschnittliche Baumdichte 0,34 Bäume pro Person, während Pristina deutlich unter diesem Niveau liegt.

  • Parks und Wohngebiete weisen höhere Baumdichten auf als Industrie- und Gewerbezonen.

  • Digitale Höhenmodelle zeigten den Einfluss der Topographie auf Baumverteilung und -wachstum.

  • Ein interaktives System zur Darstellung und Verwaltung von Bäumen wurde konzipiert und für Pristina vorbereitet.

Geplante Erweiterung (August 2025 – Januar 2026)

Die nächste Projektphase fokussiert sich auf die Integration von KI und Fernerkundungstechnologien:

  • Sentinel-2-Satellitenbilder werden genutzt, um Vegetationsindizes wie NDVI und SAVI zu berechnen.

  • Drohnenflüge mit LiDAR- und Multispektralsensoren in Würzburg dienen der Erstellung von Trainingsdatensätzen für KI-Modelle (z.B. U-Net, Segment Anything Model).

  • Ziel ist eine automatisierte Baumklassifikation und -detektion für Pristina, auch ohne direkte Drohnenerhebung vor Ort.

  • Die entwickelten Modelle werden mittels Transfer Learning an kosovarische Verhältnisse angepasst.

Endprodukt wird eine öffentlich zugängliche, digitale Plattform sein, die die interaktive Kartierung und 3D-Darstellung von Stadtbäumen in Pristina ermöglicht. Die Ergebnisse sollen sowohl Fachleuten als auch Bürger:innen und Behörden zugänglich gemacht werden – als Grundlage für datenbasierte, ökologische Stadtentwicklung.

AZ: 30025/009

Zeitraum

05.02.2025 - 04.02.2026

Land

Balkan

Institut

Julius-Maximilians-Universität Würzburg
Institut für Geographie und Geologie
Lehrstuhl für Fernerkundung

Betreuer

Dr. John Friesen