Das aktuelle Vegetationshöhenmodell der Schweiz: spezifische Anwendungen im Waldbereich

Zürich

2016

S. 128-135

Artikel aus einer ZeitschriftUnselbständiges Werk

200200142

Im vergangenen Jahr war es in der Schweiz zum ersten Mal möglich, ein nationales Modell der Vegetationshöhe aus digitalen Luftbildern zu berechnen. Informationen über die Vegetationshöhe von Wäldern können aus ADS80-Stereoluftbildern, welche routinemässig vom Bundesamt für Landestopografie (swisstopo) aufgenommen werden, gewonnen werden. Dazu wird in einem ersten Schritt ein digitales Oberflächenmodell (DOM) mit einer sehr hohen räumlichen Auflösung von 1 × 1 m aus den Luftbildern errechnet. In einem zweiten Schritt wird dieses DOM mithilfe eines bestehenden, auf Laserdaten basierenden digitalen Geländemodells (DGM) für die Berechnung der aktuellen Vegetationshöhe normalisiert, und Gebäudeflächen werden maskiert. Daraus resultiert ein Höhenmodell der Vegetation (VHM). Im Rahmen des Schweizerischen Landesforstinventars konnte ein solches Modell mit konsistenten Methoden und einem noch nie da gewesenen Detaillierungsgrad gerechnet werden. Um die ganze Schweiz abdecken zu können, wurden Sommer-Luftbilder aus den Jahren 2007 bis 2012 verwendet. Das VHM weist mit einer Abdeckung von 98% der Landesfläche eine hohe Vollständigkeit auf. Problematische Gebiete für die Berechnung des Modells waren steile Bergflanken und sehr helle Gletscherflächen, sodass das Modell in diesen Gebieten Lücken aufweist. Die gewonnenen Vegetationshöheninformationen eignen sich besonders für Analysen von ganzen Beständen; für Einzelbaumauswertungen sind die Daten hingegen räumlich zu wenig aufgelöst. Das VHM erlaubt eine grosse Vielfalt von Anwendungen, wie in diesem Artikel an den drei Beispielen 1) Generierung von Waldmasken, 2) Extraktion von Bestandeslücken und 3) Detektion von Veränderungen innerhalb der bestockten Fläche erläutert wird.
L'année dernière, il a été possible pour la première fois en Suisse de calculer à partir de photos aériennes numériques un modèle national de la hauteur de la végétation. Des informations sur la hauteur de la végétation des forêts peuvent être déduites de photos aériennes ADS80 stéréoscopiques prises régulièrement par l'Office fédéral de topographie (swisstopo). A cet effet, on procède dans un premier temps à la création d'un modèle numérique de surface (MNS) avec une résolution spatiale très élevée de 1 × 1 m à partir des vues aériennes. Dans une seconde phase, ce MNS est normalisé à l'aide du modèle numérique de terrain (MNT) existant qui se fonde sur des données laser pour calculer la hauteur actuelle de la végétation, les zones occupées par des bâtiments étant masquées. On obtient ainsi un modèle de la hauteur de la végétation (MHV). Dans le cadre de l'Inventaire forestier national suisse, il a été possible de développer un modèle de ce type par des méthodes cohérentes et avec un degré de détail encore jamais atteint. Pour pouvoir couvrir toute la Suisse, on a utilisé des vues aériennes prises en été au cours des années 2007 à 2012. Le MHV est assez complet avec une couverture de 98% de la superficie du pays. Les zones problématiques pour le calcul du modèle étaient les flancs raides de montagne et les surfaces de glacier très lumineuses; pour ces zones, le modèle présente des lacunes. Les informations récoltées par cette technique concernant la hauteur de la végétation permettent tout particulièrement des analyses de peuplements entiers. En revanche, pour les analyses d'arbres isolés, la résolution spatiale des données est insuffisante. Le MVH présente un large éventail de possibilités d'utilisation comme l'illustre cet article avec trois exemples concrets: 1) création de masques forestiers, 2) extraction de trouées dans les peuplements et 3) détection de modifications dans la surface boisée.
A national vegetation height model was calculated for Switzerland for the first time last year using digital aerial images. The ADS80 stereo aerial images, which were routinely gathered by the Swiss Federal Office of Topography (swisstopo), contain information about the height of vegetation in forests. We used the stereo aerial images to first calculate a digital surface model (DSM) with a very high spatial resolution (1 × 1 m). The DSM was then normalized to obtain the actual vegetation heights using a digital terrain model (DTM) based on laser data with the buildings masked out, and to produce a vegetation height model (VHM). Such a model could be calculated in the framework of the Swiss National Forest Inventory (NFI) with consistent methods and a very high level of detail. For covering the whole of Switzerland, we used summer aerial images from the years 2007 to 2012. The VHM reached almost nationwide coverage (98% of the country's surface area). Some areas, such as steep mountainsides or very bright glaciers, were problematic for calculating the model, and appear in it as gaps. Vegetation height information collected with this method is most useful for analyzing entire forest stands, but the data do not have a high enough spatial resolution for single-tree-based analyses. The VHM can be applied in a wide variety of ways. Here, we describe three of these: 1) generating forest masks, 2) extracting forest canopy gaps, and 3) detecting changes in the stocking of a forested area.
canopy height, photogrammetry, DSM, forest mapping