Waldsimulation auf der Basis automatischer Luftbildmessung und unter Kontrolle von GIS

Freiburg im Breisgau

1995

110 S.

101 Lit. Ang.

Bandaufführung

11984

98896

Bisher werden bei der Waldsimulation statistische bzw. modell-theoretische Verfahren angewendet, wobei theoretische Verteilungsfunktionen fuer die Simulation benutzt werden. Der Vorteil dabei ist, dass der simulierte Wald definierte statistische Eigenschaften haben kann (z.B. eine bestimmte statistische Verteilung der Position oder Durchmesser von einzelnen Baeumen) , damit die Untersuchungsergebnisse eine allgemeine Bedeutung erhalten. Die Nachteile bestehen jedoch darin, dass die simulierten Ergebnisse nicht orts- spezifisch sind, d.h. der Wald am Ort darf eine relativ grosse Abweichung haben, obwohl er zur statistischen Verteilung theoretisch passt. Das kann u.U. auch kritisch sein, wenn man die orts-spezifische Information fuer eine Inventur benutzt (z.B. GIS-Anwendung, Geostatistik). Andererseits verlieren die simulierten Waelder einige Eigenschaften, z.B. die Autokorrelation, die in den Waelder haeufig beobachtet werden koennen. Deswegen muss nach neuen Waldsimulationsmethoden gesucht werden. Das Verfahren der Waldsimulation auf der Basis der Luftbildmessung kann eine flexible Alternative sein. Fuer grosse Flaechen (ueber 1000 ha) ist der Aufwand fuer die visuelle photogrammetrische Messung nicht zu akzeptieren. Statt dessen ist die automatische Messung der Baumkronen auf dem Luftbild eine effiziente Alternative. - Dadurch werden Zeit und Kosten eingespart und die Genauigkeit der automatische Baumkronenmessung ist ausreichend fuer die Simulation- Anwendung; - Das Ergebnis der automatischen Messung wird hinterher visuell ueberarbeitet und anschliessend mit der Vor-Information in einem GIS kontrolliert und korrigiert. Viele raumbezogene Daten fuer das Untersuchungsgebiet sind bereits vorhanden; - Die Software fuer die Untersuchung wurde selbst entwickelt, damit das Segmentierungsmodell an das Untersuchungsmaterial angepasst und ein besseres Ergebnis erzielt werden kann. Ziel der Arbeit ist: Als eine Alternative zur traditionellen Waldsimulationsmethode das Verfahren der Waldsimulation auf der Basis automatischer Luftbildmessung und unter Kontrolle von GIS zu entwickeln und einen konkreten Wald mittels diesem Verfahren zu simulieren. Mit der Software PhotoInt werden Lage und Groesse aller Baumkronen automatisch ermittelt. Das Ergebnis wird visuell kontrolliert, modifiziert und dann in ein GIS exportiert. Die Volumen aller Baeumen werden mit Regressionen Baumkronendurchmesser/BHD sowie Volumenfunktionen berechnet. BHD, Volumen und Stammzahl werden dann im GIS kontrolliert. Das Untersuchungsgebiet liegt im Stadtwald Freiburg und umfasst die Abteilungen 1-35, 60-64 im Distrikt I und die Abteilungen 1-4 im Distrikt VII mit einer Gesamtflaeche von 1063,3 ha . Die Hauptbaumarten sind Fichte, Tanne, Douglasie und Buche. Im Untersuchungsgebiet sind bereits eine Reihe von Forschungsprojekten durchgefuehrt worden. Neben der mehrfach wiederholten Betriebsinventur standen die Forsteinrichtungsdaten von 1990 zur Verfuegung. Diese Daten dienen als Hauptdatensaetze fuer die Kontrolle im GIS. Die Infrarotluftbilder sind am 5. Aug. 1989 zwischen 12:30 und 13:00 Uhr aufgenommen, mit einem durchschnittlichen Masstab von ca. 1 : 5000. 35 Luftbilder wurden benutzt, um das Untersuchungsgebiet abzudecken. Die Bilder wurden mit einer Aufloesung von 400dpi und 256 Grauwertstufen abgetastet und dann mit der Software PhotoInt bearbeitet. Die Software PhotoInt ist eine vom Autor mit Borland C++ fuer Windows 3.1 entwickelte Software, mit der die automatische Luftbildmessung der Baumkronen durchgefuehrt werden kann. Fuer die Bildverarbeitung und -erkennung, Ueberarbeitunf des Ergebnisses sowie die Integration in GIS wurden folgende Funktionen in PhotoInt Ver. 1.0 implementiert: - Ein graphischer Editor: Einige Zeichnungswerkzeuge wurden implementiert und Editierfunktionen (wie z.B. Einfuegen, Loeschen, Verschieben von graphischen Objekten) zur Verfuegung gestellt. - Ein Attribut-Editor: Labelpunkte koennen fuer die Verknuepfung von Sachdaten (A..