FloraMon: Monitoring von Pflanzen
LAUFZEIT:
01/2020
—
05/2023
Projektlaufzeit gesamt:
3 Jahre
Das Projekt
Automatisiertes Pflanzenmonitoring an Österreichs Schienen und Straßen ermöglicht effiziente und umweltverträgliche Vegetationskontrolle und Gewährleistung der Sicherheit.
Unsere Tätigkeiten im Projekt
Das von uns entwickelte Kamera-Prototypensystem dient zur flächendeckenden Erfassung der Bewuchsdichte sowie relevanter und problematischer Pflanzenarten. Dies beinhaltet die bildliche Erfassung der Pflanzen entlang des Schienen- und Straßennetzes in sehr hoher Geschwindigkeit, die Auswertung von Ort und Häufigkeit des Auftretens spezifischer Pflanzenarten (z. B. Neophyten) mittels KI-Methoden, und die übersichtliche Darstellung dieser Information in geographischen Informationssystemen (GIS).
Forschungsgruppen
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Auftraggeber
Projektpartner
Details zum Projekt
Flora Monitoring für ÖBB und ASFINAG
Pflanzen können auf Verkehrswegen die Bauwerke schädigen und die Sicherheit gefährden. Die Beseitigung der Pflanzen bzw. die Vermeidung des Bewuchses bedeutet sowohl für die Betreiber der Verkehrsinfrastruktur, z.B. die Österreichischen Bundesbahnen und die ASFiNAG, einen hohen finanziellen Aufwand, als auch für die Nutzer dieser Infrastruktur ein persönliches Unfall- und Schadensrisiko.
Um die Einflüsse auf die Umwelt gering zu halten, erfolgt der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln nur dort, wo es absolut notwendig ist. Um das zu erreichen ist einerseits eine selektive und sparsame Anwendung der chemischen und biologischen Pflanzenschutzmittel notwendig und andererseits abhängig von örtlichen Gegebenheiten und vorhandener Vegetation der Einsatz von mechanischen und thermischen Maßnahmen erforderlich. Einige Pflanzenarten können Allergien auslösen, daher ist das Wissen um deren Standorte relevant für den Arbeitnehmerschutz. Um die Ausbreitung von bestimmten, sehr problematischen Pflanzenarten einzudämmen, sind ein frühzeitiges Erkennen, das Setzen von speziellen Maßnahmen und deren Erfolgsmonitoring notwendig.
Für all das ist es elementar zu wissen, welche Pflanzenarten, wo, wie stark wachsen. Nur mit diesem Wissen können pflanzenartabhängige und umweltverträgliche Vegetationskontroll-Maßnahmen geplant und effizient durch die Infrastrukturbetreiber durchgeführt werden. Dies betrifft Verkehrsinfrastruktur sowohl auf Bundes-, als auch auf Landes- und kommunaler Ebene.
Das im Projekt FloraMon entwickelte Prototypsystem dient zur flächendeckenden Erfassung der Bewuchsdichte sowie relevanter und besonders problematischer Pflanzenarten. Dies beinhaltet die bildliche Erfassung der Pflanzen entlang des Schienen- und Straßennetzes in sehr hoher Geschwindigkeit, die Auswertung von Ort und Häufigkeit des Auftretens spezifischer Pflanzenarten (Neophyten und weitere) mittels KI-Methoden, und die übersichtliche Darstellung dieser Pflanzeninformation in geographischen Informationssystemen (GIS).
FloraMon Aufnahmesysteme
- Modulares Bildaufnahmesystem für Schiene und Straße
- Ultrahohe Auflösung (16k x 2k) zum Erfassen kleiner Pflanzen und feiner Pflanzenteile
- Aufnahme bei sehr hoher Geschwindigkeit (100 km/h und mehr)
- Speicherung von Bild und Geo-Lokation in standardisiertem Format und mit hoher Bildfrequenz
FloraMon Plattform Services
- Management von Bilddaten und deren Verarbeitung
- Serviceorientierte Architektur
- Für private- und public-Cloud
- Integrierbar in vorhandene Cluster
FloraMon Pflanzendetektion
- KI-Pflanzendetektion basierend auf tausenden, annotierten Trainingsbildern
- Detektion der Bewuchsregionen entlang des Schienennetzes
- Detektion sieben spezifischer Pflanzenarten entlang von Straße und Schiene (Ackerschachtelhalm, Ambrosia, Götterbaum, Greiskraut, Seidenpflanze, Sommerflieder, Staudenknöterich)
FloraMon GIS
- GIS Datenaufbereitung für Nutzer der Pflanzeninformation
- Bewuchs- und Pflanzenartendichte entlang des Schienennetzes
- Übersicht und individuelle Regionen einer spezifischen Pflanzenart entlang von Schiene und Straße
- Offene, standardisierte Schnittstelle zum Datenaustausch mit ÖBB- und ASFINAG-GIS Systemen
Basierend auf diesen FloraMon Ergebnissen können ÖBB und ASFiNAG zukünftig umweltverträgliche Vegetationskontrollmaßnahmen effizient planen und durchführen, was sowohl die Infrastruktur-Erhaltungskosten senkt, als auch die Sicherheit der Straßen- und Schienen-Nutzer gewährleistet.
Das Team
Das FloraMon Team vereint das …
- Anwenderwissen von ÖBB und ASFiNAG für die notwendige Vegetationskontrolle sowie die technischen und betrieblichen Rahmenbedienungen mit dem
- biologischen Wissen von biohelp über Vorkommen und Eigenschaften der relevanten Pflanzen und dem
- technologischen Forschungs- und Entwicklungswissen von JOANNEUM RESEARCH im Bereich Hochgeschwindigkeits-Bilderfassung, KI-basierter Pflanzendetektion und GIS-Aufbereitung in einer Cloud-Software.
Das komplementäre Wissen ermöglichte die Entwicklung des FloraMon Systems, welches die Anforderungen der Verkehrsinfrastrukturbetreiber ÖBB und ASFiNAG bestmöglich erfüllt.
Unterstützung
FloraMon wird im Rahmen des Programmes Mobilität der Zukunft, Themenfeld Verkehrsinfrastrukturforschung (vif) durch das Bundesministerium für Klimaschutz, Umwelt, Energie, Mobilität, Innovation und Technologie (BMK), die ÖBB Infrastruktur AG und die ASFINAG finanziert. Details zum Programm „Mobilität der Zukunft“ finden Sie hier.
