Einleitung
Welche Möglichkeiten bietet der Einsatz von drohnengetragenen Laserscannern (Airborne Laser Scanning – ALS) für die Forstwirtschaft und Landwirtschaft? Diese Frage wollen wir in den kommenden Wochen mit einer Beitragsserie beantworten. Aller 14 Tage stellen wir dazu ein neues Produkt vor, welches aus ALS-Daten erzeugt wurde.
Datengewinnung
Alle Daten wurden mittels unserer DJI M300 RTK und dem LiDAR-Scanner DJI Zenmuse L1 gewonnen. Mehr zur Technik finden Sie auf dieser Seite.
Die Daten für diese Serie basieren auf der Befliegung einer Fläche von rund 350 ha. Die reine Befliegungszeit lag bei knapp zwei Stunden. Wir sind in einer Höhe von 100 m mit einer Querüberlappung von 50 % und drei Rücksignalen geflogen. Die finale dreidimensionale Punktwolke hat eine Größe von 11,5 GB und basiert auf 347 Millionen Punkten.
Rückegassen sichtbar machen
Nahezu jeder, der sich intensiver mit Waldbewirtschaftung beschäftigt, nutzt Luftbilder (Digitale Orthofotos, DOP). Diese sind aus der forstlichen Praxis nicht mehr wegzudenken, zumal diese in recht hoher Auslösung (in der Regel 20 cm/Pixel) in allen Bundesländern kostenlos zur Verfügung stehen.
Die Darstellung des DOP hilft aber in der Regel nur sehr eingeschränkt dabei, Rückegassen zu erkennen. Nachfolgend haben wir einen Ausschnitt aus der Befliegung dargestellt. Das DOP haben wir parallel mit einer photogrammetrischen Kamera (DJI Zenmuse P1) erstellt und mit einer Auflösung von 5 cm ausgegeben (bis zu ca. 1,5 cm möglich). Für die Erkennung von Baumarten, Schadflächen etc. ist diese Darstellung hervorragend geeignet, aber für die Struktur der Rückgasse ist sie lediglich im Mittelteil nutzbar.
Als Produkt entsteht ein hochaufgelöstes digitales Geländemodell (DGM), bei dem auch alle Rückegassen sichtbar sind. Durch eine weitere Optimierung der Darstellung ist es möglich, die Gassen noch besser abzubilden. Doch was sieht man hier eigentlich? Sichtbar gemacht werden die Fahrspuren der eingesetzten Forstmaschinen wie z. B. Forwarder und Harvester. In diesem Beispiel auf einem sandigen Boden. Je ausgeprägter diese Vertiefungen sind, desto besser sichtbar sind die Rückgassen im DGM.
Praktische Relevanz
An diesem Punkt stellen sich sicherlich viele die Frage: Das sieht zwar schick aus, aber wofür brauche ich das denn? Immerhin sind die Befliegung und die anschließende Digitalisierung mit zusätzlichen Kosten verbunden.
Eine begründete Notwendigkeit findet die Kenntnis über die Lage der einzelnen Rückegassen im Zusammenhang mit der Vermeidung von flächigen Befahrungen. An den Stellen, an denen die schweren Forstmaschinen fahren, wird der Waldboden dauerhaft stark verdichtet. Dies hat in vielerlei Hinsicht negative Auswirkungen auf das Gefüge des Bodens im Allgemeinen und damit auf vielfältigste Dinge wie Wasserhaushalt, Durchwurzelbarkeit, Bodenlebewesen etc. Daher sollten Waldbesitzer*innen bestrebt sein, ihre Waldflächen so wenig wie möglich zu befahren und die einmal angelegten Rückegasse dauerhaft beizubehalten.
Forderungen nach geringen flächigen Befahrungen finden sich beispielsweise in den Standards von forstlichen Zertifizierungssystemen (FSC, PEFC etc.) oder auch Richtlinien zur forstlichen Förderung wieder. Derzeit ist beim FSC zum Beispiel geregelt, dass in allen FSC zertifizierten Wäldern eine Befahrung auf 13,5 % der Fläche beschränkt sein soll. Langfristig strebt der FSC maximal 10 % Befahrung an, was einem Abstand der Rückelinien zueinander von 40 m entspricht [1]. Bei PEFC heißt es: „Der Rückegassenabstand beträgt mindestens 20 m.“ [2]
Das Thema Einhaltung der Vorgaben zu Rückegassen hat vor allem seit der Bundeswaldprämie (Basis der Richtlinie zum Erhalt und zur nachhaltigen Bewirtschaftung der Wälder vom 22. Oktober 2020) für viele Waldbesitzer*innen stark an Bedeutung gewonnen. Mit der Auszahlung von 394 Mio. € an 109.479 Antragsteller*innen [3] haben sich viele zusätzliche Waldbesitzer*innen verpflichtet, nach den Richtlinien der Zertifizierungssysteme zu arbeiten und damit auch die genannten Vorgaben einzuhalten.
Auch das aktuelle „Konzept für das neue Förderinstrument: Honorierung der Ökosystemleistungen des Waldes von klimaangepasstem Waldmanagement“ sieht für die Neuanlage von Rückegassen einen Mindestabstand von 30 m vor, bei verdichteten Böden sogar 40 m.
Die Anlage eines digitalen Rückegassensystems für das eigene GIS-System bietet eine Vielzahl von Vorteilen:
- dauerhafte Aufnahme des bestehenden Rückegassensystems erleichtert die Wiederauffindbarkeit
- Beweisführung der Einhaltung der geforderten Standards im Rahmen eines Audits
- Optimierung des Rückegassensystems durch hochgenaue Kenntnis der Lage
- Viele moderne Forstmaschinen haben hochpräzise GNSS-Systeme (GPS, GLONASS, GALILEO) an Bord, so dass die Markierung bestehender oder neu anzulegender Rückegassen entfallen kann.
Es gibt also eine Vielzahl an Gründen, sich Gedanken über eine Digitalisierung des Rückegassensystem zu machen. Im Rahmen der Erstellung einer Forsteinrichtung durch unser Ingenieurbüro (https://www.ogf.de/inventuren/) sind die Kosten dafür sehr überschaubar. Bei Interesse oder Fragen kontaktieren Sie uns gerne.
Im zweiten Teil dieser Serie beschäftigen wir uns mit den Möglichkeiten des Kronenhöhenmodells. Verfügbar ab 22. Juli 2022 auf dieser Seite und über unsere Social-Media-Kanäle. Am besten gleich abonnieren.