Stadtbäume leiden unter Hitze und Trockenheit, aber die lokale Verwaltung erfährt davon meist erst, wenn Blätter fehlen oder ein Ast bricht. Karuna Technology aus Wiesbaden geht den umgekehrten Weg: Satellitendaten und ein eigenes KI-Modell machen die Vitalität jedes einzelnen Baums sichtbar, bevor Schäden auffallen. Erik Kaiser ist Co-Founder und CEO des Unternehmens, das als Spin-off aus einem Forschungsprojekt der TU Darmstadt und dem ESA Business Incubation Centre Darmstadt entstanden ist.
Beim Urban Digital Netzwerktreffen rund um digitale Stadtentwicklung am 12. Oktober in Berlin ist er dabei. Vorab haben wir ihn gefragt, wie aus der Digitalisierung von Spenden ein Baummonitoring wurde, warum ein Satellitenpixel allein nicht genügt und wann sich das Ganze für eine Kommune rechnet.
1. Von der Spendenfrage zur Erdbeobachtung
Karuna ist aus einem Forschungsprojekt entstanden. Warum sind ausgerechnet Kommunen Ihre wichtigsten Anwender geworden?
Anfangs ging es um Spenden für Pflanzungen und die Frage, ob sie wirklich stattfinden. Sobald wir Satellitendaten dafür auswerten konnten, wurde klar, wer diese Information am dringendsten braucht: Grünflächenämter, die für tausende Bäume verantwortlich sind und sie nicht alle regelmäßig sehen können. Erst haben wir Rasenflächen ausgewertet, dann den einzelnen Baum. „Remote Sensing for Good“ heißt für uns, diese Bestände zu erhalten, flächendeckend, präzise und so günstig, dass das im Alltag einer Verwaltung läuft.
2. Monitoring ohne Hardware am Baum
Kommunen kennen Baummonitoring meist als Sensorik am Einzelbaum. Was macht Ihr Ansatz anders?
Wir brauchen vor Ort keine Hardware. ForSens wertet kommerzielle Satellitendaten aus und liefert daraus das Vitalitätsbild des Bestands, zu etwa einem Hundertstel bis einem Tausendstel der Kosten konventioneller Sensorik. Damit verschiebt sich auch die Logik: Statt einer Stichprobe an den Bäumen, an denen ein Sensor hängt, sehen Kommunen ihren Bestand ganzheitlich. Genau dort liegt auch unser Fokus: auf dem Bestand. Bodenfeuchtesensorik für Jungbäume und das Gießmonitoring sind eine sinnvolle Ergänzung, keine Konkurrenz.
Frei verfügbare Satellitendaten haben eine Auflösung von 10 bis 20 Metern, ein einzelner Baum verschwindet darin. Wie lösen Sie das?
Das ist genau der Punkt, an dem viele Auswertungen scheitern. Bei dieser Auflösung misst ein Pixel zu etwa 80 Prozent die Umgebung des Baums, also Asphalt, Dach oder Wiese. Heraus kommen Kurven, die fachlich nicht plausibel sind, und Einzelbäume lassen sich so nicht bewerten. Wir arbeiten deshalb mit höher aufgelösten kommerziellen Daten und mit unserer langjährigen Erfahrung in der Bildfilterung.
Dazu kommt ein eigenes Modell, das wir mit der TU Darmstadt auf hunderttausenden Datenpunkten trainiert haben. Es erfasst Einzelbäume als Polygone, auch in geschlossenen Beständen, in denen die Kronen ineinander übergehen. Zuletzt haben wir außerdem weltweit erstmals die Blattkronenfeuchte per Radarsatellit gemessen, bei 50 Zentimetern Auflösung und über zehntausende Bäume hinweg.
ForSens ist in über 30 Städten im Einsatz, und Sie haben mindestens fünf Jahre historische Daten. Was zeigen diese Zeitreihen, was eine Begehung nicht zeigt?
Eine Begehung ist eine Momentaufnahme, und sie erfasst nur, was sichtbar ist. In den Zeitreihen erkennen wir Trockenstress und Krankheitsbefall, bevor sie auffallen, etwa vor einem Massaria-Schub, und damit früh auch Risiken für die Verkehrssicherheit. Weil die Daten rückwirkend verfügbar sind, können Kommunen zudem Entwicklungen der vergangenen Jahre nachvollziehen, ohne dafür erst jahrelang messen zu müssen.
3. Der Business Case für die Kommune
Grünflächenämter arbeiten unter Personal- und Budgetdruck. Wie rechnet sich ein Monitoring für sie?
Über den Baum selbst, denn eine Neupflanzung inklusive Anwuchspflege kostet rund 10.000 bis 15.000 Euro. Eine rechtzeitige Behandlung liegt bei 100 bis 1.000 Euro und kann einen Bestandsbaum erhalten, der einen Wert von etwa 30.000 Euro hat. Man muss also nicht viele Bäume retten, damit sich das trägt. Der zweite Effekt ist die Arbeitszeit: Die Kolleginnen und Kollegen fahren gezielt zu auffälligen Bäumen, statt große Flächen systematisch abzugehen.
Über den einzelnen Baum hinaus geht es um Ökosystemleistungen und Wirkungsnachweise. Wofür brauchen Kommunen diese Zahlen?
Um zu zeigen, was ihr Grün leistet, und um Entscheidungen zu begründen. Wir quantifizieren Kühlung, CO₂-Speicherung und Schadstofffilterung je Baum über die i-Tree-Pipeline. Genauso lässt sich die Wirkung von Maßnahmen dokumentieren, also Bodenbelüftung, Bewässerung oder Eingriffe durch Bauarbeiten im Vorher-Nachher-Vergleich. Im Benchmarking wird außerdem sichtbar, welche Arten Hitze und Trockenheit am besten vertragen, auch im Vergleich mit anderen Städten. Das sind die Argumente, die im Ausschuss und gegenüber Förderprogrammen zählen.
Ihre Referenzen reichen von der BUGA 23 in Mannheim bis zu kleinen Gemeinden. Was unterscheidet die Kommunen, bei denen so ein Projekt in den Regelbetrieb übergeht?
Im Luisenpark in Mannheim haben wir ForSens erstmals im Praxisbetrieb eingesetzt, die Parkverwaltung bekam regelmäßig Vitalitätsdaten und konnte auffällige Bäume direkt ansteuern. Was solche Projekte tragfähig macht, ist weniger die Größe der Kommune als die Frage, ob es jemanden gibt, der die Daten in den eigenen Arbeitsablauf einbindet, etwa ins Baumkataster. Dass das keine Frage des Budgets ist, zeigen kleine Gemeinden wie Apfeldorf oder Fuchstal, die genauso damit arbeiten wie Stuttgart oder Offenbach.
4. Blick nach vorn
Sie sind neu in der Urban Digital Community. Was erwarten Sie vom Netzwerktreffen in Berlin?
Kommunen sind unsere Anwender, mit ihnen sprechen wir am meisten. Wir wollen in Berlin hören, wo unsere Vitalitätsdaten in ihren Prozessen andocken müssten, damit sie im Alltag genutzt werden, und nicht nur in einem Projekt.
Genauso interessieren uns Unternehmen und Institutionen, die mit unseren Daten selbst etwas anfangen können: Anbieter von Baumkatastern und GIS-Fachverfahren, Planungs- und Beratungshäuser rund um digitale Zwillinge, Anbieter von Bodenfeuchtesensorik als Ergänzung im Feld oder Betreiber großer Grünflächen wie Wohnungsbaugesellschaften. Für uns ist die Vitalitätsinformation nicht nur ein Produkt, sondern eine Datenschicht, die anderen Anwendungen bisher fehlt. Ein Abend mit Menschen, die alle an derselben Frage arbeiten, bringt uns dafür mehr als zehn einzelne Termine.
Sie wollen Erik Kaiser persönlich treffen? Er ist beim Urban Digital Netzwerktreffen rund um digitale Stadtentwicklung am 12. Oktober in Berlin dabei.
