Digitale Flugerfassung von Seevögeln und Meeressäugern

Digitale Flugerfassungen sind in Deutschland seit 2014 Teil des Standards für Umweltuntersuchungen bei Offshore-Windprojekten und anderen marinen Infrastrukturvorhaben. Sie liefern eine belastbare Datengrundlage für wissenschaftliche Auswertungen, Fachgutachten und Umweltverträglichkeitsstudien. In vielen nationalen und internationalen Monitoring- und Forschungsprojekten haben sie daher beobachtergestützte Flüge als Erfassungsmethode abgelöst.

Flugerfassungen mit digitalen Videos eignen sich für alle großräumigen Erfassungen von Vögeln, Meeressäugetieren sowie anderer mariner Megafauna wie Haien oder Schildkröten in Küsten- und Offshore-Gewässern, aber auch für die Erfassung von großräumigen binnenländischen Wasserflächen. BioConsult SH hat die Methode darüber hinaus bereits erfolgreich für Rastvogelzählungen auf schwer zugänglichen Außensänden sowie für großräumige Wildtiererfassungen in Afrika eingesetzt.

Seit Januar 2014 erfasst BioConsult SH Seevögel und Meeressäugetiere mit der jeweils aktuellen Generation des hochauflösenden HiDef-Video-Kamerasystems HiDef AIR  unserer Partnerfirma HiDef Aerial Surveying. Gemeinsam mit den Partnerfirmen der Alliance for Nature haben wir international bereits mehrere Tausend dieser Erfassungsflüge erfolgreich durchgeführt.

Seit 2025 setzen wir Langstreckendrohnen als emissionsarme alternative Plattform für großräumige digitale Flugerfassungen ein.

Ein vollständig automatisiertes und für den Drohnenbetrieb optimiertes HiDef-Kamerasystem mit vollem Funktionsumfang ist in die Drohne integriert und wurde unter anderem im Forschungsprojekt SeaMe erfolgreich erprobt. 

Unsere beiden Langstreckendrohnen vom Typ Primoco One 150 UAV stehen neben den standardmäßigen HiDef-Erfassungsflügen auch für weitere großräumige Fernerkundungserfassungen zur Verfügung.

Das aktuelle HiDef-System HiDef AIR besteht aus fünf hochauflösenden Videokameras. Aus rund 540 Metern Flughöhe erreicht es eine Bodenauflösung von 1,7 cm pro Pixel, was selbst bei kleinen See- und Wasservogelarten eine sehr hohe Bestimmungsquote auf Artniveau ermöglicht.

Die Flughöhe ermöglicht im Gegensatz zu den früheren Beobachterflügen den sicheren Überflug von Windparks und damit weiterhin eine Erfassung der Offshore-Windparkflächen. Gleichzeitig werden aufgrund der großen Flughöhe Störungen minimiert. Selbst sehr störungsempfindliche Arten wie Trauerenten fliegen bei HiDef-Erfassungsflügen nicht auf.

Dies ist nicht nur bei Erfassungen in sensiblen Schutzgebieten ein wesentlicher Vorteil gegenüber Beobachterflügen. Die störungsarme Erfassung ermöglicht zudem aussagekräftigere Ergebnisse, da Verhalten und Verteilungsmuster der Vögel nicht durch die Erfassungsmethode beeinflusst werden.

Die hohe Bildauflösung und eine Aufnahmerate von etwa sieben Bildern pro Sekunde sorgen dafür, dass ein Objekt auf mehreren aufeinanderfolgenden Bildern erfasst wird. Dies ermöglicht unserem erfahrenen Team aus Bildanalysten, Ornithologen und Meeressäuger-Experten, die Objekte sicher zu finden und auch schwer bestimmbare bzw. schwer voneinander unterscheidbare Arten auf Artniveau anzusprechen.

Das HiDef-System ist schwenkbar, sodass die schräg nach vorne bzw. hinten filmenden Kameras stets von der Sonne weg ausgerichtet werden können. Dadurch lassen sich Sonnenreflexionen und damit verbundene Datenverluste minimieren.

Die Kameraausrichtung verbessert außerdem die Erfassung untergetauchter Tiere – ein wichtiger Vorteil bei der Erfassung von Meeressäugern.

Die Auswertung des Datenmaterials erfolgt in zwei aufeinanderfolgenden Schritten: 

• Objektdetektion: Auffinden und Markieren der Objekte im Bildmaterial
• Objektidentifikation: Bestimmung der erfassten Objekte

Zur Qualitätssicherung werden bei der Objektdetektion standardmäßig 20 % des Videomaterials unabhängig überprüft. Bei der anschließenden Objektidentifikation werden 20 % der markierten Objekte unabhängig von einer zweiten Person bestimmt. 

So wird die Qualität der Auswertung systematisch kontrolliert und sichergestellt, dass die Daten unseren hohen Qualitätsanforderungen entsprechen.

Durch die dauerhafte Speicherung der Aufnahmen bleiben die Daten für unsere Auftraggeber und die zuständigen Behörden jederzeit nachvollziehbar und überprüfbar. Damit stellen sie eine belastbare Datengrundlage für Fachgutachten und Bewertungen dar.

BioConsult SH entwickelt die Datenaufnahme und -auswertung kontinuierlich weiter. Unser Ziel ist es, Prozesse zu standardisieren und zu automatisieren, die hohe Datenqualität dauerhaft sicherzustellen und gleichzeitig die Effizienz der Bearbeitung zu steigern.

Mit der Umstellung auf das aktuelle HiDef-Kamerasystem HiDef AIR und mithilfe des selbst entwickelten KI-Modells HiDeFIND haben wir den ersten Auswerteschritt, die Objektdetektion, teilautomatisiert. 

Das KI-Modell erkennt potenziell relevante Objekte im Videomaterial; die Qualitätssicherung sowie die fachliche Bestimmung der erfassten Tiere bleiben durch unser erfahrenes Team in den Arbeitsprozess integriert.

Die Funktionalität und Leistungsqualität von HiDeFIND wurden vor seinem Einsatz umfassend evaluiert und wissenschaftlich dokumentiert (siehe Schmoll et al. 2025).