Schwammerlsuchen im Internet der Zukunft

Welche Pflanzen und Tiere kommen in Europa wo und zu welcher Jahreszeit vor? Diese Frage will das Umweltbundesamt künftig mit Hilfe von Naturlieberhabern und semantischer Webtechnologien beantworten. Im Rahmen des Arbeitspakets "Biodiversität im Internet der Zukunft" im EU-Projekt ENVIROFI wird seit April an einem Konzept gearbeitet, bei dem neue Methoden bei der Erfassung der Artenvielfalt zur Anwendung kommen sollen.

"Teil des Konzeptes ist es, dass wir eine Smartphone-Applikation erstellen, über die Funde aufgezeichnet und ins Web übertragen werden können", sagt Katharina Schleidt, die im Umweltbundesamt für das Projekt zuständig ist. Mit der App sollen Naturliebhaber und Wanderer angesprochen werden. Entdecken sie im Wald oder auf der Wiese eine seltene Pflanzen- oder Tierart, können sie ihren Fund mit geocodierten Handyfotos dokumentieren und gemeinsam mit kurzen Beschreibungen auf ein Webportal laden. Dort werden die Funde auf einer Karte eingetragen und von anderen Nutzern des Portals auf ihre Plausibilität überprüft.

Semantische Datenvernetzung
Ob eine Sonnenblume im Sommer in der finnischen Tundra oder ein Ziesel im Winter im Waldviertel vorkommen kann, soll auch mithilfe semantischer Datenvernetzung überprüft werden. Dazu wird an einer Wissensontologie gearbeitet, in der Daten und ihre Beziehungen untereinander festgehalten werden. Als Basis dienen bereits bestehende Ontologien, die im Zuge des Projekts erweitert werden sollen.

"Je mehr Zusatzinformationen wir über die einzelnen Arten haben, umso genauer können wir die Plausiblität der einzelnen Fundpunkte beurteilen", erläutert Schleidt. "Wenn ich die Artenverteilung einer bestimmten Pflanze kenne und ich weiß, dass ein gewisser Schmetterling diese Pflanze gerne isst und er kommt in der selben Region vor, kann ich daraus schließen, dass dieser Schmetterlingsfund stimmen wird." Jeder einzelne Fundpunkt wird mit der Wissensontologie abgeglichen. Auf diese Art sollen auch Veränderungen in der Artenverbreitung festgestellt werden.

Informationen und Rezepte
"Wir wollen den Nutzern aber auch etwas anbieten", sagt Schleidt. So soll es auch möglich sein, über Abfragen auf dem Webportal oder der Smartphone-App zu erfahren, welche Arten um die jeweilige Jahreszeit am jeweiligen Standort vorkommen. Auch die Verbindung mit Kochrezepten ist angedacht. "Wenn ich im Frühling im Wald bin und Bärlauch finde, ist es ein viel innigeres Erlebnis, wenn ich daraus eine Mahlzeit zubereiten kann", sagt Schleidt.

Angedacht ist auch, dass Nutzer der Anwendung Pflanzenarten über den Abgleich von Fotos mithilfe automatisierter visueller Erkennungsmethoden eruieren können. Das kann nicht nur beim Schwammerlsuchen nützlich sein. "Da könnte man etwa auch giftiges Unkraut erkennen", sagt Schleidt. Vorgesehen ist auch, dass Rufe von verschiedenen Tieren auf Basis von Audioaufnahmen identifiziert werden können.

Verstreute Daten
Daten zur Biodiversität wurden auch schon bisher gesammelt. Sie sind aber auf verschiedene Datenbanken verstreut und liegen in unterschiedlichen Formaten vor. "Der Umfang ist nicht erkennbar", sagt Schleidt. Die derzeit verfügbaren Daten beruhen in vielen Fällen auch nicht auf tatsächlichen Beobachtungen, sondern auf Expertenwissen und Berechnungen. "Es wird etwa gesagt, das ist ein Nasswiesenbereich, da kommen diese und diese Pflanzen und Tiere vor", erläutert Schleidt: "Es wird keine flächige Erhebung gemacht." Dazu gebe es keine Ressourcen, so die Projektleiterin beim Umweltbundesamt: "Für uns hat sich die Frage gestellt, wie wir verschiedene Nutzergruppen dazu bringen können, diese Daten zu erheben und sie uns zur Verfügung zu stellen."

Laien spielten bei der Umweltbeobachtung bisher nur eine untergeordnete Rolle. "Es gab immer wieder Versuche, sie haben aber die kritische Masse nicht erreicht", so Schleidt. Mit Smartphone-Anwendung und Webportal hofft man nun Anreize zur Erhebung der Pflanzen und Tiere auf breiter Basis zu geben.

Aufgabe des Projekts ist es auch, bestehende Datenmodelle für Beobachtungsdaten zu untersuchen und Dokumentenlücken zu erheben und ein "sauberes Konzept" für Biodiversitätsdaten bereitzustellen: "Es soll eine einheitliche Struktur für die Datenhaltung und Bereitstellung geben", sagt Schleidt.

Freigabe zur Weiterverwendung durch Dritte
In weiterer Folge sollen die europäischen Daten zur Artenvielfalt auch als offene Daten zur Weiterverwendung durch Dritte freigegeben werden. Dann können auch andere Anbieter auf Basis der Daten Applikationen entwickeln. Die Datenfreigabe erfolgt allerdings mit Einschränkungen. "Wenn ich die letzten drei Exemplare einer Spezies habe und genau weiß, auf welcher Wiese die wohnen, werde ich alles daran setzen, das nicht bekannt zu machen", sagt Schleidt: "Der Schutzgedanke muss Platz haben." Daneben seien aber auch noch rechtliche Fragen in Bezug auf die Datenurheberschaft und Datenweitergabe zu klären.

Umwelt im Internet der Zukunft
Die Erhebung der Biodiversität in Europa ist eines von drei Szenarien, das im Rahmen des EU- Projekts ENVIROFI, dass die Umwelt mit dem Internet der Zukunft verschränken will. Daneben wird auch an einem auf individuelle Nutzer zugeschnittenen Warnsystem zur Luftqualität geforscht. Ein weiteres Projekt widmet sich dem europaweiten Einsatz von Sensor- und Kommunikationstechnologien im maritimen Bereich.

Das Projekt des Umweltbundesamtes ist vorerst für zwei Jahre anberaumt. Derzeit wird an Konzepten und Pilotversuchen gefeilt, sagt Schleidt: "Bis Anfang 2013 wird es erste Prototypen geben."