Counting the countless: Machine learning for long-term monitoring of alpine plant diversity in the Hohe Tauern National Park

Der Nationalpark Hohe Tauern hat ein interdisziplinäres Monitoring- und Forschungsprogramm zur Langzeitbeobachtung alpiner Ökosysteme (im Folgenden LTM genannt) ins Leben gerufen. Diese Initiative liefert unter anderem ein laufendes digitales Bildarchiv in Form von streng standardisierten (geostatisch, farbecht), hochauflösenden (1px. ~ 0,1mm) Nadir-Fotos (Blick senkrecht zum Boden) mit überwältigend hohem Informationsgehalt und großer Dokumentationsrelevanz. Diese Daten, vergleichbar mit Erdorthophotos, bilden die Grundlage für das vorliegende Projekt. Im Mittelpunkt steht die Entwicklung eines Software-Prototyps (S/W) zur automatischen Erkennung von Pflanzen aus Bilddaten mittels Computer Vision und Machine Learning (CV/ML). Die Ziele sind dreifach. Erstens wird die zuverlässige Erkennung einzelner Pflanzenarten und ihrer Individuen trotz Überlappung mit anderen Pflanzen oder Vegetationsstrukturen angestrebt. Zweitens wird die Variation in der Natur und damit das abweichende Erscheinungsbild eines Exemplars berücksichtigt. Drittens soll es möglich sein, identische Pflanzen innerhalb einer Zeitreihe zu erkennen. Darüber hinaus soll die S/W eine Aktualisierung der Modelle ermöglichen, wenn neue Daten vorliegen.