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Messung der Baumgesundheit mittels Sensoren

Mit Sensor ausgestatter Baum

© Gemeinde Kirchheim

Ziel/Nutzen der Lösung

Die Gemeinde Kirchheim erfasst mit Sensoren den Gesundheitszustand ihrer Stadtbäume. Die Sensoren messen den Wasserhaushalt der Bäume. Dieser lässt auf den allgemeinen Gesundheitszustand des Baumbestands schließen. So werden Trockenheit oder Stress frühzeitig erkannt und können behoben werden, bevor die Bäume unumkehrbaren Schaden nehmen. Außerdem erfasst die Gemeinde Daten darüber, wie die Bäume auf Verpflanzung, Bauarbeiten, Wind und Wasser reagieren und welche Zusammenhänge zwischen Baumgesundheit und Luftqualität bestehen.

Lösungsbeschreibung

Kirchheim ist eine der vom Bundesministerium für Wohnen, Stadtentwicklung und Bauwesen (BMWSB) geförderten Smart City Modellkommunen. Aus diesen Fördermitteln heraus wird das Projekt finanziert. Als Pilotprojekt gestartet, ist eine Ausweitung und Intensivierung des Projektvorhabens denkbar.
Zehn Sensoren des Start-ups Treesense GmbH messen die Baumgesundheit in Kirchheim. Zwei Schrauben werden etwa fünf Millimeter in den Ast gebohrt und halten den Sensor. Der Sensor misst alle fünfzehn Minuten Daten über den Wasserstand des Baumes, die Sonneneinstrahlung und die Temperatur.
Der Sensor misst den elektrischen Widerstand. Dafür fungieren die Schrauben als Elektroden. Wasser leitet Strom sehr gut, während Holz Strom nur schlecht leitet. Aus diesem Grund wird der Strom besser geleitet, je mehr Wasser der Baum führt. Umso geringer ist der elektrische Widerstand. Alle Daten werden auf dem Server der Treesense GmbH ausgewertet. Die Sensoren werden über Solarplatten betrieben. Wenn die Sonneneinstrahlung dafür nicht ausreicht, wird ein Akku zugeschaltet. Im nächsten Schritt werden zusätzlich durch ein Drohnensystem Fotos vom Zustand der Bäume, der Blätterfarbe und Größe der Kronen gemacht. Auch die systematische Datenanalyse und -auswertung werden im nächsten Schritt durchgeführt.
Anfang Dezember 2021 wurden zehn Sensoren an Bäumen auf dem Landesgartenschau-Gelände angebracht. Die Sensoren sammeln über sechs bis zehn Monate Daten über den Wasserhaushalt der Bäume, Sonneneinstrahlung und Luftqualität. Die Auswertung gibt der Gemeinde einen Überblick über die Baumgesundheit.
Im Jahr 2020 wurden einige Bäume vom Kirchheimer Oval in den künftigen Ortspark versetzt und dort mit professionellen Anwachshilfen versetzt. Die Gemeine Kirchheim überprüft mit den Sensoren, ob die Gesundheit der versetzten Bäume den Werten vergleichbarer Bäume entspricht. Dazu wurden jeweils versetzte und nicht versetzte Bäume derselben Sorte und gleicher Höhe mit Sensoren ausgestattet und verglichen. Außerdem werden mit Drohnen Aufnahmen der Bäume von oben, ihrer Blätterfarbe und der Größe der Baumkronen gemacht. So wird der Zustand der Bäume exakt dokumentiert und wie sie konkret auf Verpflanzung, Bauarbeiten, Wind und Wasser reagieren. Zudem ist das Projekt aber auf Langfristigkeit ausgelegt. So soll ein grundlegendes Verständnis über Bäume, deren Zyklen, etwaige Veränderungen sowie die Verflechtungen mit der sonstigen Umwelt geschaffen werden. Das Projekt entstand auf Initiative des Smartheim-Projektteams. Die systematische Datenanalyse und Verwendung ist ein weiteres Teilprojekt, das zu einem späteren Zeitpunkt durchgeführt wird.
Die Sensoren sammeln langfristig Daten über den Wasserhaushalt der Bäume, Sonneneinstrahlung und Luftqualität. Die Auswertung gibt der Gemeinde einen Realzeitüberblick über die Baumgesundheit. Dadurch ist es möglich, Stress oder Trockenheit der Bäume frühzeitig zu erkennen, bevor die Bäume unumkehrbare Schäden nehmen. Die Kommune kann dann die Bewässerung und Pflege der Bäume anhand der Auswertung optimieren.
Zudem soll auch insbesondere der Gesamtzusammenhang zwischen Flora-Fauna und Gesellschaft systematisch und langfristig untersucht werden. Durch die langfristige Datenerhebung und -auswertung werden Veränderungen in der Baumgesundheit sichtbar und es kann untersucht werden, wie sie auf Verpflanzung, Bauarbeiten, Wind und Wasser und welche Zusammenhänge es zwischen Baumgesundheit und Luftqualität gibt.

Kommunen

Das Projekt wird in folgenden Kommunen umgesetzt:

Kirchheim bei München, Bayern

bis 20.000 Einwohner

Land

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Das Projekt liefert der Gemeinde Kirchheim einen Realzeitüberblick über die Gesundheit ihrer Stadtbäume. Mit den Daten werden dann die Bewässerung und Pflege der Bäume effizient gestaltet und präzisiert. Dadurch kann eine langfristige Gesundheit der Bäume gewährleistet werden, ohne das zu viel gegossen wird. Gleichzeitig bietet das System wichtige Einblicke in den grundsätzlichen Zustand und das Verhalten unserer Flora mit Potenzial für weitere wissenschafltiche Analysen.

Das Start-up Treesense GmbH hat sich 2021 als eine Ausgründung der Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik der TU München gegründet. Das Monitoring ermöglicht Städten und Gemeinden einen Einblick in die Gesundheit ihrer Bäume. So wird der Verlauf der Messungen sichtbar und die Daten können mit weiteren Parametern wie Jahreszeit, Luftqualität und Wettereinflüsse in Beziehung gesetzt werden. Die Daten der Gemeinde Kirchheim werden auf der Projektwebseite veröffentlicht.

Beteiligte Projektpartner

Weiterführende Informationen