Vernetzte Stadtbäume

In München sagen Bäume künftig per KI, wann sie Wasser brauchen

Immer häufiger setzen Städte im Kampf gegen Hitzeinseln auf mehr Grün im öffentlichen Raum. Gleichzeitig stellt die Pflege von Stadtbäumen die Verantwortlichen vor Herausforderungen – etwa wenn es darum geht, Wasser möglichst effizient einzusetzen. Ein aktuelles Beispiel hierfür liefert München: Dort plant man, mehr als 150 neue Bäume in der Fußgängerzone zu pflanzen, um das Stadtklima in heißen Sommern zu verbessern. Die Kosten belaufen sich laut dem Baureferat (Gartenbau) auf unglaubliche bis zu 100.000 Euro pro Baum (!), weswegen man alleine in der ersten Bepflanzungsphase (24 Bäume) mit einer Gesamtinvestition von 1,8 bis 2,3 Millionen Euro rechnet.

"Angesichts der hohen Kosten ist die sorgfältige Wasserversorgung des geplanten Stadtgrüns besonders wichtig", betont Daniel Trauth, Geschäftsführer der Smart-City-Firma dataMatters, und schlägt aus Effizienzgründen den Einsatz eines urbanen Bewässerungssystems mit Künstlicher Intelligenz (KI) vor. "Es geht darum, die Bäume im heißen Sommer vor dem Austrocknen zu schützen, ohne zu viel Wasser zu verschwenden." Für ebendiese Aufgabenstellung hat sein Unternehmen nun das Konzept "Urban Tree Intelligence" entwickelt, bei dem Bäume per Funk mitteilen sollen, wann und wie viel Wasser sie benötigen. Grundlage dafür bildet das Smart-City-Betriebssystem urbanOS, das bereits in mehreren Städten in Nordrhein-Westfalen im Einsatz ist.

KI bewertet Bäume nach Baumpersönlichkeiten

Konkret sollen die Bäume mit Sensoren aus Münchener Produktion ausgestattet werden, die die Feuchtigkeit im sogenannten "Xylem" messen – jenem Gewebe im Baum, das Wasser und Nährstoffe von den Wurzeln bis in die Blätter transportiert. Die erfassten Daten werden per Funk an einen urbanen Datenraum übermittelt und dort mithilfe von KI im urbanOS-Datenzentrum ausgewertet.

Damit nicht jeder einzelne Baum mit einem Sensor versehen werden muss, setzt dataMatters auf ein eigens entwickeltes KI-Modell mit sogenannten "Baumpersönlichkeiten". Diese basieren auf Faktoren wie Baumart, Standort, Bodenprofil oder Sonnenexposition, wodurch sich der Wasserbedarf auch bei nicht ausgestatteten Bäumen mit ähnlichen Eigenschaften präzise vorhersagen lassen soll.

"Am besten werden die Jungbäume von Anfang an mit Sensoren ausgestattet, um ein optimales Wachstum durch optimierte Bewässerung mittels Urban Tree Intelligence zu gewährleisten", meint Trauth. Die KI berücksichtige dafür neben den aktuellen Messwerten auch Wetterprognosen sowie Bodenfeuchte und Bodenbeschaffenheit. Auf dieser Basis erstellt das System automatisch optimierte Routen für die Bewässerungsfahrzeuge. "Das schont Münchens Umwelt und die Personalressourcen gleichermaßen", heißt es vonseiten dataMatters.

Die Hintergründe

Warum Städte auf Bäume angewiesen sind, erklärt Trauth wie folgt: "Städte sind Brennpunkte des Klimawandels. Sie verbrauchen rund 80 Prozent der weltweiten Energie, verursachen mehr als 70 Prozent der CO₂-Emissionen – und leiden gleichzeitig am stärksten unter den Folgen: Hitzewellen, schlechte Luftqualität, überhitzte Plätze und ein zunehmender Verlust an Lebensqualität. In diesem Kontext sind Stadtbäume, wie sie München plant, weit mehr als nur grüne Kulisse. Sie sind natürliche Klimaanlagen, CO₂-Speicher und Lebensraum in einem."

So ist ein ausgewachsener Laubbaum in der Lage, an heißen Sommertagen bis zu 400 Liter Wasser zu verdunsten, und trägt dadurch spürbar zur Kühlung bei. Gleichzeitig bindet er über sein Leben hinweg mehrere Tonnen CO₂, filtert Feinstaub und spendet großflächig Schatten. Entscheidend dafür, dass ein Baum diese Funktionen ausüben kann, sei jedoch eine ausreichende Wasserversorgung, denn geraten Bäume unter Trockenstress, schließen sich ihre Spaltöffnungen. Gerade in Städten wie München mit rund 230.000 Bäumen auf öffentlichen Flächen sei eine gezielte Bewässerung daher eine große Herausforderung, da bislang oft pauschale Gießrouten gefahren werden und dadurch Wasser an manchen Stellen verschwendet wird, während es andernorts fehlt.

Technologie mit großem Potenzial

Laut dem Unternehmen lasse sich die hier eingesetzte Technologie auch auf zahlreiche weitere Bereiche der Stadtplanung übertragen. Grundlage sei stets dasselbe Prinzip: Sensoren erfassen Daten vor Ort und übertragen diese an eine urbane Datenplattform, wo sie mittels Künstlicher Intelligenz ausgewertet werden. Dadurch erhalten Städte nicht nur einen Überblick über den aktuellen Zustand – etwa bei Verkehr, Energieversorgung, Abfallwirtschaft, Parkraumnutzung oder Hitzeinseln –, sondern auch Prognosen für künftige Entwicklungen. So könne das System beispielsweise Besucherströme – wie etwa rund um das Oktoberfest – anonymisiert analysieren, Überlastungen frühzeitig erkennen oder auch die Auslastung von Bus- und Bahnlinien präziser steuern.

Mehr Informationen zum Projekt können Sie hier nachlesen.

www.datamatters.io