Die “Große Gnuwanderung” ist die größte Wanderung von Landsäugetieren auf unserem Planeten. Diese Massenbewegung regt zahlreiche ökologische Prozesse an, die zur Gesundheit von Mensch und Tier in der Region beitragen. Allerdings bedrohen der Klimawandel und die Veränderung der Landbedeckung diesen natürlichen Prozess. In kurzer Zeit wurden genaue, kostengünstige Überwachungsmethoden notwendig. Diese Methoden tragen zum Schutz der Gnus und des Ökosystems bei. Universitätsprofessor Tiejun Wang und seine Masterstudentin Zijing Wu entwickelten Satellitendaten und künstliche Intelligenz, um sehr große Gnu- und Zebrapopulationen automatisch und genau zu zählen. Eine große Herausforderung in dieser vielfältigen Landschaft.
Wang und Wu können mit ihrer Methode große Herden wandernder Huftiere (Gnus und Zebras) aufspüren. Sie taten dies im Serengeti-Mara-Ökosystem unter Verwendung von Satellitenbildern mit feiner Auflösung (38-50 cm). Auf diese Weise verfolgten sie 500.000 Individuen über Tausende von Quadratkilometern und verschiedene Lebensraumtypen hinweg. Ihre Ergebnisse haben sie kürzlich in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht.
“Die Vereinten Nationen haben auf der 15. UN-Biodiversitätskonferenz einen globalen Rahmen für die biologische Vielfalt verabschiedet. Dies ist das erste Jahr der Umsetzung dieses Rahmens für die Zeit nach 2020. Vor kurzem haben die Vereinten Nationen auch die Ziele für nachhaltige Entwicklung verabschiedet. Außerdem hat die Zwischenstaatliche Plattform für Biodiversität und Ökosystemleistungen die erste Runde der Risikobewertungen für Biodiversität und Ökosystemleistungen organisiert”, erklärte Tiejun. “Angesichts des beispiellosen Verlusts an biologischer Vielfalt und des fehlenden Wissens besteht die Notwendigkeit, Messungen der biologischen Vielfalt auf der Erde und aus dem Weltraum zu integrieren. Die Kombination von Bottom-up- und Top-down-Ansätzen zur Überwachung der biologischen Vielfalt war noch nie so wichtig wie heute.”
KI plus Fernerkundung mit Satelliten
Neue Techniken der Satellitenfernerkundung und der künstlichen Intelligenz ermöglichen eine schnelle und genaue Überwachung der weltweiten biologischen Vielfalt. Dies ermöglicht neue ökologische Erkenntnisse, die für das Management von Populationen und ganzen Ökosystemen wichtig sind. Mithilfe von Satellitenfernerkundung und künstlicher Intelligenz kartiert Tiejun Wang zum ersten Mal automatisch und genau sehr große Populationen von Landsäugetieren.
Zählung von Gnus aus dem Weltraum
Die große Gnu-Wanderung setzt verschiedene ökologische Prozesse in Gang. Diese Prozesse sind wichtig für die Gesundheit von Mensch und Tier in der gesamten Region. Das Spektakel ist eine echte Touristenattraktion. Für die regionale Wirtschaft in Kenia und Tansania ist es von enormer Bedeutung.
Der Algorithmus erkennt etwa 120.000 Gnus in diesem großen Gebiet. Jeder lila Punkt ist ein einzelnes Gnu.
 Gnus, die einem Baum ausweichen, vermutlich wegen der Löwen im Schatten des Baumes. |  Die Gnus versammeln sich am Ufer des Mara-Flusses, bevor sie ihn überqueren. |
Die Studie lieferte genaue Ergebnisse und den größten Trainingsdatensatz, der jemals bei einer satellitengestützten Wildtiererfassung erstellt wurde (53.906 Anmerkungen). Neben der Bereitstellung einer quelloffenen und übertragbaren Methode für die satellitengestützte Erforschung der biologischen Vielfalt ist die Technik skalierbar für die allererste Gesamtzählung von wandernden Huftieren in offenen Landschaften.
Weitere Informationen
Dr. Tiejun Wang ist außerordentlicher Professor für Fernerkundung und Geospatial Ecology an der Abteilung für natürliche Ressourcen (Fakultät für ITC – Universität Twente). Seine Veröffentlichung mit dem Titel “Deep learning enables satellite-based monitoring of large populations of terrestrial mammals across heterogeneous landscape” wurde in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht. Sie ist frei zugänglich und kann online gelesen werden.
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