ForstView - Frühzeitige Erkennung forstschädlicher Insekten mit Künstlicher Intelligenz

Projektziele und Vorgehen

Ziel des Vorhabens ForstView ist die Entwicklung und Erprobung eines modernen und effektiven Sensorikverfahrens für die Früherkennung vor allem der Schmetterlinge Nonne (Lymantria monacha), Eichenprozessionsspinner (Thaumetopoea processionea) und des Borkenkäfers Großer Buchdrucker (Ips typographus) im Wald. Selbst geringe Spuren typischer Geruchsmuster in den verschiedenen Entwicklungsstadien von diesen Insekten sollen mit Hilfe der Ionenmobilitätsspektrometrie (IMS) erfasst und durch Verfahren der Künstlichen Intelligenz (KI) zugeordnet werden.
Um eine valide Messtechnik hierfür bereitzustellen, werden zunächst anhand umfangreicher Labor- und Feldmessungen die von den Insekten und befallenen Bäumen abgegebenen Volatile (flüchtige organische Verbindungen) untersucht und identifiziert. Die Ionenmobilitätsspektrometrie als Sensortechnik wird auf Basis dieser Ergebnisse weiterentwickelt und entsprechend konfiguriert. Ziel ist die Entwicklung eines anwenderfreundlichen Handgerätes, das einfach zu bedienen ist und im forstlichen Monitoring zum präventiven Waldschutz angewendet wird. Bei Erfolg des Verfahrens soll es auf weitere Insektenarten und Geruchsquellen in Wäldern erweitert werden.

Eiablage Nonne und Harz — Eiablage der Nonne (Lymantria monacha) in Rindenschuppen (links), Auswirkungen des Borkenkäferbefalls im Harz (rechts)

Motivation

Mithilfe mobiler Sensorik könnten potenziell forstschädliche Insekten bereits im Ei – und Larvenstadium, ohne aufwendig und systematisch die Rinde an Bäumen abzulösen, entdeckt werden. Somit können Maßnahmen frühzeitig und standortgenau ergriffen, große Waldschadenslagen verhindert und die Wirtschaftlichkeit im Forstbetrieb verbessert werden. Dies führt zu einem größeren Handlungsspielraum im präventiven Waldschutz.

Projektlaufzeit: 01.01.2023 - 31.12.2025

Aufgaben des CIMTT im ForstView-Projekt

Das Zentrum für Produktionstechnik und Organisation (CIMTT) an der TU Dresden untersucht Nutzeranforderungen für die Entwicklung eines tragbaren Handgerätes unter Berücksichtigung anerkannter Standards der Ergonomie und ist im Projekt für die Aufbereitung der Forschungsergebnisse für die Öffentlichkeit und den Transfer der Ergebnisse in die Praxis verantwortlich.

Projektsteckbrief ForstView

ForstView auf einen Blick

Projektpartner

Veröffentlichungen

Borsdorf, H.; Bentele, M.; Müller, M. G.; Rebmann, C.; Mayer, T. (2023): Comparison of seasonal and diurnal concentration profiles of BVOCs in coniferous and deciduous forests. Atmosphere 14 (9): 1-16. https://doi.org/10.3390/atmos14091347

Bentele M., Rachow C., Müller M. (2023): Detektion forstrelevanter Insekten mittels Ionenmobilitätsspektrometrie anhand ihrer arteigenen Pheromone. Vortrag zur Forstwissenschaftlichen Tagung vom 11.-13. September 2023 in Dresden.

Mayer, T., Petrich, R., & Borsdorf, H. (2024): The Ion Formation and Quantitative Response of Isoprene, Monoterpenes and Terpenoids in Ion Mobility Spectrometry with Atmospheric-Pressure Chemical Ionization as a Function of Temperature. Sensors, 24(24), 7976. https://doi.org/10.3390/s24247976

Rynek, R.; Borsdorf, H.; Mayer, T. (2025): Enhancing forest air sampling using a novel reusable ozone filter design. Atmospheric measurement techniqes 18 (17), 4103-4117. https://doi.org/10.5194/amt-18-4103-2025

Rynek, R.; Mayer, T.; Borsdorf, H. (2025): Practical and Effective Ozone Filters for Forest Air Sampling. ANAKON 2025 (10. - 13. März 2025), Leipzig, Germany

Förderung und Projektträger

Das Vorhaben wird vom Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft und vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, nukleare Sicherheit und Verbraucherschutz aus Mitteln des Waldklimafonds gefördert.
Projektträger ist die Fachagentur für Nachwachsende Rohstoffe e. V.