Flugzeugestütztes Laserscanning für ein operationelles Waldstrukturmonitoring

Stuttgart

2013

S. 173-184

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200180256

Die Struktur des Waldes hat einen signifikanten Einfluss auf die globalen biogeochemischen Stoffkreisläufe und kann darüber hinaus als Indikator dienen, um das Potential zum Erhalt der Biodiversität abzuschätzen und die Widerstandsfähigkeit des Waldes gegen äußere Einflüsse zu bestimmen. Flugzeuggestütztes Laserscanning (ALS) bietet hierbei die Möglichkeit einer räumlich hochaufgelösten Erfassung und Beschreibung sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Waldstruktur. Wir stellen robuste Verfahren basierend auf flugzeuggestützten Laserscanningdaten vor, um eine Extraktion von forstwirtschaftlich und -wissenschaftlich relevanten Strukturinformationen zu ermöglichen. Dies beinhaltet: i) die Einzelbaumextraktion, ii) die Bestimmung von Unterwuchs und Bodenbedeckung und iii) die Totholzerkennung. Die Datengrundlage bestand aus multi-temporalen, full-waveform Laserdaten in dichtem Laub- und Mischwald für Testgebiete in der Schweiz (Lägern) und in Deutschland (Uckermark). Basierend auf der ALS-Punktwolke mit ihren geometrischen Attributen und den zugehörigen full-waveform Eigenschaften wurden folgende Methoden angewendet: i) hierarchisches, 3D-Clustering und die Ableitung von alpha shapes für die Einzelbaumextraktion, ii) rasterbasierte, vertikale Stratifizierung für die Charakterisierung von Unterwuchs, und iii) die Kombination aus map algebra und Vektorisierung für die Totholzanalyse. Die erzielten Genauigkeiten der abgeleiteten Strukturvariablen entsprachen den Anforderungen der traditionellen Forstinventur. Vorbehaltlich der Verfügbarkeit einer entsprechenden Datengrundlage (multi-temporale ALS-Daten mit hohen Punktdichten) ist es mit den vorgestellten robusten Methoden möglich, ein großflächiges und operationelles Waldstrukturmonitoring durchzuführen.