Schaubild: Was das Orthofoto nicht sieht. Kartierte Fläche einer Baumart von oben 0,227 Hektar, aus schrägen Einzelbildern 0,429 und 0,454 Hektar.

Drohne und KI unter dem Kronendach: Was ein Orthofoto nicht zeigt

Autor: Andreas Klocke, Sachverständiger für Baumstatik · zuletzt fachlich aktualisiert am 11.11.2026

Wenn wir einen Bestand aus Luftbild und Laserscan vorverorten, bekommen wir Standort, Höhe und Kronendurchmesser. Was wir nicht bekommen, ist alles, worum es in der Kontrolle eigentlich geht: der Stammfuß, die Rindennekrose, der Fruchtkörper am Wurzelanlauf, die Zwieselnaht. Das liegt unter der Krone, und von oben ist die Krone ein Deckel. Wie groß der Anteil des Verborgenen sein kann, hat ein Team der Justus-Liebig-Universität Gießen in diesem Sommer an einem Waldbestand gemessen. Die Studie handelt nicht von Baumkontrolle. Sie beziffert aber eine Grenze, mit der jede Luftbildauswertung lebt, auch unsere eigene.

Was die Studie gemacht hat

Untersucht wurde eine 16,5 Hektar große Misch- und Kiefernwaldfläche im nördlichen Oberrheintal in Südhessen, am Rand des Naturschutzgebiets Kalksandkiefernwald bei Bickenbach, Pfungstadt und Seeheim-Jugenheim. Der Bestand hatte im Trockenjahr 2018 stark gelitten, viele Bäume waren abgestorben, das Kronendach ist im Mittel zu 67 Prozent offen. In die Lücken wächst der Götterbaum (Ailanthus altissima), eine invasive Art, die auf der EU-Liste der invasiven Arten von unionsweiter Bedeutung steht. Ihn wollte das Team kartieren, auch dort, wo er unter anderen Kronen aufwächst.

Dafür flog am 24. August 2022 eine handelsübliche Drohne mit einer 16,7-Megapixel-Kamera in 80 Metern Höhe über die Fläche, mit 93 Prozent Längs- und 76 Prozent Querüberlappung und einer Bodenauflösung von fünf Millimetern je Pixel. Aus solchen Bildern entsteht normalerweise ein Orthomosaik, also die senkrecht von oben zusammengesetzte Gesamtkarte, die jeder aus dem Geoportal kennt. Das Team ist einen Schritt zurückgegangen und hat die unbearbeiteten Einzelbilder ausgewertet. Jeder Punkt am Boden ist bei dieser Überlappung auf mindestens zehn bis sechzehn Bildern zu sehen, aus verschiedenen Winkeln, auch schräg. Ein neuronales Netz hat auf jedem Bild die Götterbaum-Blätter markiert, und per Photogrammetrie wurden diese Treffer in ein dreidimensionales Punktmodell des Waldes projiziert. Was unter einer Krone steht, ist in den schrägen Blicken sichtbar. Im Orthomosaik ist es weg.

Die Zahlen

Zuerst die Erkennung selbst, denn ohne Trefferquote ist jede Flächenangabe wertlos. Das beste Modell, trainiert auf den Originalbildern, erreichte auf 200 unbekannten Testkacheln eine Precision von 0,923 und einen Recall von 0,841, zusammengefasst ein F1-Wert von 0,880. Precision heißt: Von dem, was das Modell als Götterbaum markiert hat, waren 92,3 Prozent richtig. Recall heißt: Von dem, was wirklich Götterbaum war, hat es 84,1 Prozent gefunden. Beides sind Pixelwerte, keine Baumzahlen. Trainiert wurde mit Beispielen von nur 420 Quadratmetern, einem Viertelprozent der Fläche. Auf Kacheln aus dem Orthomosaik war dasselbe Modell kaum schlechter (F1 0,843). Modelle, die auf dem Orthomosaik trainiert wurden, lagen darunter (F1 0,805) und holten erst mit achtfach größerem Trainingsgebiet fast auf (F1 0,836).

Dann die Fläche. Auf dem Orthomosaik hatte ein Bearbeiter von Hand 0,227 Hektar Götterbaum kartiert. Beide Modelle fanden auf dem Orthomosaik praktisch dasselbe, 0,221 und 0,226 Hektar. Mit den Schrägbildern aus mehreren Blickwinkeln wuchs die kartierte Fläche auf 0,429 beziehungsweise 0,454 Hektar. Das ist ein Zuwachs von über 80 Prozent gegenüber der Karte von oben, oder andersherum gelesen: Über 40 Prozent der tatsächlich bewachsenen Fläche lagen unter dem Kronendach und wären mit dem Orthomosaik nicht zu finden gewesen. Die Autoren haben 25 dieser neuen Fundstellen von je vier mal vier Metern an den Originalbildern nachgeprüft. 23 waren Götterbaum, zwei waren Gemeine Esche (Fraxinus excelsior), die mit ihren gefiederten Blättern ähnlich aussieht. Auch die Verdeckung selbst lässt sich beziffern: Die Treffer von oben lagen fast ausschließlich in offenen Bereichen, die Treffer aus den Schrägbildern reichten bis in Bereiche mit nur noch etwa 50 Prozent Kronenöffnung.

Schaubild mit drei Balken zur kartierten Fläche des Götterbaums in einem Waldstück: von oben auf dem Orthomosaik 0,227 Hektar, mit Schrägbildern aus mehreren Blickwinkeln 0,429 Hektar (Modell A) und 0,454 Hektar (Modell B). Über 40 Prozent der bewachsenen Fläche lagen unter dem Kronendach.
Dieselben Drohnenbilder, zwei Auswertungen. Zahlen aus Dogotari u. a. 2026, Abschnitte 3.3 und 3.4. Grafik: Arbor Surveyor GmbH

Was das mit Baumkontrolle zu tun hat

Dreierlei. Erstens ist die Grenze des Orthofotos keine Frage der Auflösung. Fünf Millimeter je Pixel sind feiner als alles, was ein amtliches Luftbild liefert, und trotzdem fehlte fast die Hälfte. Die senkrechte Sicht verwirft die schrägen Blicke und mit ihnen alles unter der Krone. Das gilt für die Drohne über dem Wald genauso wie für unsere eigene Baumsuche aus Laserscan und Infrarot-Luftbild. Sie findet die Krone, ihre Höhe und ihren Durchmesser, und sie findet sie gut. Alles, was wir im Kontrollbericht dokumentieren, beginnt darunter. Deshalb nennen wir das Ergebnis eine Vorverortung und keine Erfassung, und deshalb bestätigt der Kontrolleur jeden Vorschlag im Feld.

Zweitens zeigt die Studie, dass die Daten mehr enthalten, als man ihnen bisher abverlangt hat. Die Überlappung der Einzelbilder, die man für das Orthomosaik ohnehin braucht, liegt bei den meisten Befliegungen ungenutzt auf der Festplatte. Dieselbe Technik, auf den Baum statt auf die Baumart angewandt, könnte Stämme und Starkäste in den schrägen Bildern finden. Die Autoren nennen genau diese Richtung als Ausblick: Stammerkennung, Brusthöhendurchmesser und stehendes Totholz aus Drohnenbildern statt aus dem teureren Laserscan. Gezeigt ist das noch nicht.

Drittens, und das ist der ehrliche Teil: Die Studie misst eine Baumart mit auffälligem Laub in einem Wald mit zwei Drittel offenem Kronendach, an einem Standort, an einem einzigen Flugtag im August. Die Autoren schreiben selbst, dass die Übertragbarkeit auf andere Flächen und Zeitpunkte nicht geprüft ist. Ein Straßenbaumbestand mit geschlossenen Kronen über einer Fahrbahn ist etwas anderes als ein lückiger Kiefernwald. Und zwei Eschen unter 25 geprüften Funden sind an einem Verkehrsweg kein Randfehler, sondern genau die Verwechslung, die ein Kontrolleur ausschließen muss. Was Bilderkennung am Baum leisten kann und was nicht, haben wir im September an der Pilzbestimmung durchgerechnet. Die Linie ist dieselbe: Die Zahl zählt, und sie gilt für die Frage, für die sie gemessen wurde.

Für die Praxis heißt das: Wer eine Befliegung beauftragt, sollte die Originalbilder mit ihrer Überlappung aufbewahren lassen und nicht nur das fertige Orthomosaik. Was sich daraus einmal holen lässt, ist mit dieser Studie ein Stück greifbarer geworden. Den Gang unter die Krone ersetzt es nicht, es sagt nur genauer, wie viel dort liegt. Wie Vorverortung und Erstbegehung im Baumkataster zusammenkommen, steht auf unserer Leistungsseite.

Quellen und weiterführende Links