Verfolgen Sie Umweltveränderungen mithilfe von Smartphone-Anwendungen

Seit fast drei Jahren nutzen Smartphone-NutzerFlora Incognita„Pflanzen kennenlernen und ihre Namen in kürzester Zeit kennen. Im Laufe dieser Zeit sammelten sie riesige Datenmengen, die nun eine weitere wichtige Verwendung haben könnten. Forscher können damit sehen, wie sich die Umweltbedingungen vor dem Hintergrund des Klimawandels, des Verlusts von Lebensräumen und der Veränderung der Landnutzung ändern.

Forscher des Deutschen Zentrums für Biodiversitätsforschung, des Fernerkundungszentrums für Erdsystemforschung in Universität Leipzig, Das Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung, Das Max-Planck-Institut für Biochemie Und der Technische Universität Ilmenau Es hat nun die Zuverlässigkeit der auf diese Weise gesammelten Informationen überprüft und überprüft, ob sie so genau sind wie Langzeitdatensätze.

Dazu untersuchten die Wissenschaftler die von Anwendern mit Hilfe von Flora Incognita zwischen 2018 und 2019 in Deutschland erfassten Daten und verglichen sie mit der FlorKart-Datenbank von Flora Incognita. Bundesamt für Naturschutz. Mit Hilfe von mehr als 5.000 Anlagenexperten wurden über einen Zeitraum von mehr als 70 Jahren Daten von Bundesbehörden mithilfe traditioneller Langzeitkarten erhoben.

Der Einfluss von Umweltfaktoren auf die Pflanzenverteilung

Die Untersuchung ergab, dass Umweltmuster, die denen bei der Langzeitkartierung der deutschen Flora ähneln, tatsächlich aus Daten abgeleitet werden können, die mit der Flora Incognita-App in nur zwei Jahren gesammelt wurden. Darüber hinaus konnten die Forscher anhand der Daten erkennen, inwieweit die Verteilung verschiedener Pflanzenarten durch unterschiedliche Umweltfaktoren beeinflusst wurde.

In dünn besiedelten Gebieten zeigte ein direkter Vergleich der beiden Datensätze eine größere Varianz. „Die Datenmenge, die in einem bestimmten Bereich mit einer App gesammelt wird, hängt natürlich stark von der Anzahl der Smartphone-Nutzer ab“, sagt Jana Wäldchen, Wissenschaftlerin am Max-Planck-Institut für Biochemie und Mitentwicklerin der App. Aus diesem Grund sind die Abweichungen in ländlichen Gebieten größer. Beliebte Touristenziele wie die Umgebung der Zugspitze oder die Nordseeinsel Amrum waren eine Ausnahme.

Darüber hinaus hätten sich die individuellen Interessen der Nutzer auch auf die registrierten Pflanzenarten ausgewirkt, sagte sie. „Die mit der App gesammelten Pflanzennotizen spiegeln wider, was die Menschen in der Natur sehen und woran sie interessiert sind“, sagt Wäldchen. Somit können die häufig vorkommenden Arten, die durch ihr Aussehen hervorstechen, auch häufiger identifiziert werden als diejenigen, die selten vorkommen und weniger auffällig sind. Das schiere Datenvolumen ermöglicht es jedoch, bekannte biogeografische Muster zu rekonstruieren, erklären die Forscher. Für ihre Studie standen in den ersten zwei Jahren, in denen die App verwendet wurde, mehr als 900.000 Datenpunkte zur Verfügung.

Globale Echtzeitabdeckung

„Wir sind davon überzeugt, dass die automatische Identifizierung von Arten in Zukunft ein viel größeres Potenzial hat als bisher angenommen und eine schnelle Erkennung von Veränderungen der biologischen Vielfalt ermöglichen könnte“, sagt Miguel Mahicha, Professor an der Universität Leipzig. Beispielsweise könnte diese Art der Datenerfassung für die Biodiversitäts- und Umweltforschung bald in langfristige Kartierungsstrategien einbezogen werden. Je mehr Menschen Apps wie Flora Incognita verwenden, desto besser können Veränderungen in den Ökosystemen analysiert und sogar in Echtzeit aufgezeichnet werden.

Flora Incognita wurde an der Technischen Universität Ilmenau entwickelt und ist die erste angewandte Pflanzenidentifizierungsanwendung in Deutschland, deren tiefe künstliche neuronale Netze auf Tausenden von Pflanzenbildern trainiert wurden. In der Tat kann die App mehr als 4.800 Pflanzenarten identifizieren.

„Bei der Entwicklung von Flora Incognita haben wir festgestellt, dass ein großer Bedarf und ein großes Interesse an besseren Techniken zur Erfassung von Daten zur biologischen Vielfalt besteht. Für uns Informatiker ist es eine Freude zu sehen, dass die von uns entwickelten Technologien einen wichtigen Beitrag zur Erforschung der biologischen Vielfalt leisten.“ sagt Patrick Meder, Professor an der Universität Ilmenau Technologies.

Titelbild: Flora Incognita kann Pflanzen erkennen. Mit Hilfe von Standortdaten für die erfassten Pflanzenarten werden auch wertvolle Datensätze zur Verteilung verschiedener Arten generiert. © Jana Wäldchen / MPI-BGC

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