Erfassung des Energieholzpotentials und seiner Verfügbarkeit im Wald und im Offenland mit neuen Fernerkundungsmethoden

Stipendiatin/Stipendiat: Dr. Christoph Straub

Das Projekt ist abgeschlossen.

 

Die rationelle, zeitnahe und lagegenaue Erfassung von Rohholz im Wald und im Offenland ist unter dem Aspekt der Rohholzmobilisierung zur stofflichen, aber auch zur energetischen Verwendung von besonderer Bedeutung.

 

In diesem Zusammenhang wurden im vorliegenden Projekt neue Mustererkennungsalgorithmen zur weitgehend automatisierten Delinierung und Klassifizierung von Waldflächen, Waldbeständen, Baumgruppen und auch einzelnen Bäumen innerhalb von geschlossenen Waldgebieten und im Offenland entwickelt. Basierend auf den abgegrenzten Vegetationsobjekten wurden automatisierte Methoden zur Ableitung von Vegetationsmerkmalen erarbeitet und erprobt wie z.B. Baumgruppen/ Baumartenzugehörigkeit, Vegetationshöhen und Vegetationsdichte, welche wiederum als Hilfsgrößen zur Modellierung des Biomassevorrats und des Energieholzaufkommens dienten. Aufgrund des großen Potentials zur Schätzung von forsteinrichtungsrelevanten Kenngrößen, wurden flugzeuggestützte Laserscannerdaten als hauptsächliche Datengrundlage in Kombination mit multispektralen Zeilenscannerdaten verwendet. Um einen neuen Datensatz auswerten zu können, wurden zu Beginn des Projekts Befliegungen für ein Untersuchungsgebiet nördlich von Karlsruhe geplant und in Auftrag gegeben. Eine erste Laserbefliegung (multi-pulse, >16 Messpunkte/m²) konnte im August 2007 durchgeführt werden. Eine zusätzliche Befliegung der Projektfläche mit einer multispektralen Zeilenkamera erfolgte Anfang Juli 2008.

Mit den entwickelten Methoden wurde ein hoher Automatisierungsgrad erreicht. Die Ergebnisse dieser Arbeit zeigen, dass aus Fernerkundungsdaten viele wertvolle Informationen abgeleitet werden können, die eine räumliche Abschätzung von vorhandenen und nutzbaren Biomassevorräten ermöglichen. Die entwickelten Auswerteverfahren können Wald- und Landschaftsinventuren zur Abschätzung der verfügbaren Holzressourcen unterstützen und insbesondere raumbezogene Hinweise über den noch zu mobilisierenden Holzvorrat im Offenland und im Kleinprivatwald darstellen. Insbesondere letzteres ist von großer Bedeutung, da mit den durchgeführten Reformen in der Forstverwaltung ein Rückzug aus der Fläche und aus dem Serviceangebot für den Privatwald verbunden ist. Darüber hinaus sind Informationen für viele andere Anwendungsgebiete von Bedeutung (wie z.B. Biotopmonitoring, Naturwaldforschung, Habitatuntersuchungen sowie Schutzwald- und Landschaftsmonitoring).

 

Veröffentlichungen/Präsentationen (während der Projektlaufzeit):

 

Straub, C. & B. Koch 2011. Enhancement of Bioenergy Estimations within Forests using Airborne Laser Scanning and Multispectral Line Scanner Data, Biomass and Bioenergy, 35, 3561-3574.

 

Straub, C., H. Weinacker & B. Koch 2010. A Comparison of Different Methods for Forest Resource Estimation using Information from Airborne Laser Scanning and CIR Orthophotos, European Journal of Forest Research 129, 6, 1069-1080.

 

Straub, C. & B. Koch 2010. Automatisierte Waldsegmentierung. Forstzeitung, 01/10 , 30-31.Straub, C., H. Weinacker & B. Koch, 2009. Estimation of Forest Attributes using Airborne Laser Scanning Data and Orthophotos: a Comparison of Different Methods. Proceedings of the 9th international Silvilaser conference, Texas A&M University, College Station, TX, USA.

 

Straub, C., M. Dees, H. Weinacker & B. Koch, 2009. Using Airborne Laser Scanner Data and CIR Orthophotos to Estimate the Stem Volume of Forest Stands. Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation, 3/2009, 277-287.

 

Straub, C., Y. Wang & O. Iercan, 2009. Airborne Laser Scanning: Methods for Processing and Automatic Feature Extraction for Natural and Artificial Objects, Laser Scanning for the Environmental Sciences (G. Heritage, M. Charlton, A. Large, editors), West Sussex, Wiley-Blackwell, 115-132.

 

Koch, B., C. Straub, M. Dees, Y. Wang & H. Weinacker, 2009. Airborne Laser Data for Stand Delineation and Information Extraction, International Journal of Remote Sensing, 30(4), 935-963.

 

Straub, C., H. Weinacker & B. Koch, 2008. A Fully Automated Procedure for Delineation and Classification of Forest and Non-Forest Vegetation based on Fullwaveform Laser Scanner Data, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Proceedings of the ISPRS congress 2008, Beijing, China, 37 (B8), 1013-1019.

 

Straub, C., M. Dees, H. Weinacker & B. Koch, 2008. Combining Airborne Laser Scanning and GIS Data to estimate Timber Volume of Forest Stands based on Yield Models, Proceedings of the 8th international Silvilaser conference, Edinburgh, UK, 572-580.

 

Straub, C., H. Weinacker & B. Koch, 2008. Möglichkeiten zur Erfassung der räumlichen Verteilung und der strukturellen Zusammensetzung von Waldflächen und Feldgehölzen mit flugzeuggetragenen Laserscannerdaten, Vortrag bei der forstwissenschaftlichen Tagung, Freiburg.

 

Straub, C., H. Weinacker, Y. Wang & B. Koch, 2007. Applications of Laserscanning in Forestry. Lecture for the 2nd ISPRS WG VI/5&SC Summer School: Theory and Application of Laser Scanning, Ljubljana, Slovenia.

 

Förderzeitraum:
01.02.2007 - 31.12.2009

Institut:
Albert-Ludwigs-Universität Freiburg
Professur für Fernerkundung und Landschaftsinformatio

Betreuer:
Prof. Dr. Barbara Koch

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Erfassung des Rohholzpotentials mit neuen Methoden der Fernerkundung
Erfassung des Rohholzpotentials mit neuen Methoden der Fernerkundung