Das Team des Phyletischen Museums Jena entwickelt in Kooperation mit der Firma k2w Lights (Jena) die im Projekt eingesetzten Kamera-Lichtfallen (KLF) – zum einen eine Variante mit großem Bildsensor („Pro-Version“) sowie eine kostengünstigere Variante mit kleinerem Sensor („Citizen Science Version“). Dabei müssen alle Komponenten einer KLF unter erschwerten Freilandbedingungen (auch im Kronenraum und in den Tropen) zusammenspielen und mit entsprechender Software gesteuert werden. Das Team in Jena kümmert sich um alle technischen Fragen, aber auch um die Bestimmung von Nachtfaltern und gemeinsam mit dem Team Citizen Science um Kontakte zu Expertinnen und Experten.
Aufbau der Kamera-Lichtfallen (KLF)
Die LEPMON Kamera-Lichtfalle (KLF) wurde vom Team im Phyletischen Museum Jena (Link Team) in Kooperation mit der Firma k2w Lights (Jena) entwickelt. Sie besteht aus einem tragenden Gestell aus (in Zukunft) schwarz eloxierten Aluminiumprofilen. An der Stirnseite ist eine UV-Lampe befestigt, die Falter anlockt; darunter befindet sich ein weißer Schirm, auf dem Falter sitzen. Im Abstand von 70 cm ist ein wasserdichtes Gehäuse montiert, in dem sich Kamera und Steuerungselektronik befinden. Von hier aus wird auch der Schirm mittels eines kleinen LED-Strahlers beleuchtet. Die Anlage wird mit einem Einplatinen-Rechner (Raspberry Pi) gesteuert. Er zeichnet mit Hilfe von Sensoren neben den Bildern auch Daten zu Temperatur, Luftdruck und Umgebungslicht auf. Diese Daten werden zunächst lokal auf einem USB-Stick gespeichert, der regelmäßig bei Kontrollen der Anlage gewechselt wird. Die Bilder werden in Intervallen auf einen zentralen Server hochgeladen.
UV-Lampe und Kamera werden nur nachts betrieben und alle zwei Minuten wird ein Foto gemacht. Nur für eine Sekunde wird der Schirm mit den Faltern beleuchtet. Die UV-Lampe zeigt für Menschen nur einen schwachen violetten Schein – für Insekten hingegen erscheint es ein sehr helles Licht.
Die LEPMON KLF arbeitet mit einer Allied Vision Industriekamera mit einer Sensorgröße von 20 Megapixeln. Die Steuerung erfolgt mittels eines Raspberry Pi Computers. Er ermittelt mit Hilfe von GPS Koordinaten die Start- und Endzeit des Betriebs in jeder Nacht. Während des Tages ’schläft‘ der Computer. Abends wird das System hochgefahren und ab einem bestimmten Licht-Schwellenwert beginnen die automatischen Aufnahmen. Die Bilder für jede Nacht einem eigenen Ordner abgespeichert. Dieser Ordner enthält auch ein Logfile sowie die Umweltdaten in einem CSV-File. Ordner, Bilder und Zeitstempel in der CSV Tabelle folgen dabei einem Projektweitem Schema: {sensor_id}-{bundesland}-{stadt}-{aktuelles_datum}-T-{aktuelle Uhrzeit}. Um die Falle zu warten und die Daten auszulesen, kann der Benutzer sie auf Knopfdruck ausschalten. Die Daten des USB-Laufwerks lassen sich dann auf dem Lepmon-Portal ordnerweise hochladen.
Kontrolle und Wartung der Lepmon KLF
Die Kontrolle der Anlagen besteht aus einer äußeren Überprüfung der Falle auf offensichtliche Schäden durch z.B. Vandalismus oder Wild-Schäden. Außerdem muss das Fenster des Kamera Gehäuses von Schmutz befreit werden. Die Falle selbst kann daraufhin ausgeschaltet und der USB-Stick aus dem Raspberry Pi herausgezogen werden. Danach wird ein neuer, leerer USB-Stick angesteckt und die Falle erneut eingeschaltet. Eine Diagnose Schleife der Falle ist per Knopfdruck aufrufbar und erlaubt dem Benutzer, die Einsatzbereitschaft der Falle zu kontrollieren. Bei Fehlern gibt die Falle eine Anleitung, wie diese zu beheben sind. Außerdem stehen unsere Projekt Mitarbeiter für Fragen zur Verfügung.
Eine aktuelle und detaillierte Anleitung zum Betreiben und warten der Falle kann hier heruntergeladen werden:
Kamera-Lichtfallen: Tests unter extremen Bedingungen
Der Beitrag des Teams vom Phyletischen Museum Jena liegt insbesondere in der Ausreifung der Technik der Kamera-Lichtfallen (KLF), so dass letztlich ein weltweiter Einsatz in terrestrischen Ökosystemen möglich ist. Unser Schwerpunkt sind dabei 40 KLF in urbanen Gradienten. Wir werden außerdem die technischen Grenzen der KLF im Gelände testen (Kronenraum, extreme klimatische Bedingungen in den Tropen) und KLF in bestehende Monitoring-Programme integrieren, um langfristige Kooperationen zu etablieren und in ein tatsächliches Monitoring von nachtaktiven Insekten überzugehen.
Kamera-Lichtfallen: Vereinfachtes Modell für breite Anwendung
Wir entwickeln im Winter 2024/2025 eine vereinfachte Variante der KLF. Diese wird eine einfachere Kamera mit einem kleineren Sensor haben und kostengünstiger sein als die Pro Variante. Es wird für das Citizen Science Projekt verwendet und voraussichtlich ab Sommer 2025 in Serie produziert werden.
Hinweise zu Standorten (Urbanisationsgradient)
In acht Städten werden KLF an fünf verschiedenen Standorten aufgestellt werden: vom Stadtzentrum mit hoher Versiegelung bis zur Peripherie mit wenig Versiegelung und schließlich zu einem Mischwaldgebiet im Außenbereich. Die Schritte der Versiegelung sollten etwa 80 – 60 – 40 – 20 – 0 % sein. Idealerweise ist ein Stromanschluss vorhanden. Bevorzugt werden Standorte, die nicht öffentlich zugänglich sind. Bei Standorten ohne Stromanschluss besteht die Möglichkeit der Batterieversorgung. Eine KLF kann z.B. im Randbereich eines Gartens aufgestellt werden, sie sollte aber nicht ganz nahe an einer Mauer oder Hecke positioniert werden. Ebenfalls sollte der Standort nicht unmittelbar von einer Straßenlaterne o.ä. beleuchtet werden – generelle Lichtverschmutzung kann nicht verhindert werden. Es gibt in jeder Stadt vor Ort einen Ansprechpartner, aber grundsätzlich werden die Fallen vom Team aus Jena betreut. Wir bitten die Teilnehmenden, etwa alle 2 Wochen die Speicher-Sticks auszutauschen und die Daten auf unserem Portal hochzuladen. Dies kann je nach Internetverbindung einige Stunden dauern. Daher empfehlen wir das Hochladen der Daten über Nacht.
