Einzelbaumableitung aus einem True Orthophoto: Die einzelnen Bäume werden automatisch detektiert und mit gelben Punkten markiert © Forest Mapping Management FMM
Seit fast 40 Jahren beschäftigt sich Otto Eckmüllner, Universität für Bodenkultur (BOKU) Wien, mit forstlichen Stichprobeninventuren. Darunter waren folgende Highlights:
- Etablierung der Einheitshöhenkurven
- Zuwachsbohrung am Zentralstamm (wissenschaftliche Grundlagen von F. Andrae)
- Verwendung von Laserscanning-Daten, Pilotprojekt mit W. Rieger
- Ein-Personen-Stichprobe mit entsprechenden Kontrollerhebungen im Auftrag des Landes Tirol
Alle diese Bemühungen dienten der Aufwands- und Kostenreduktion unter Berücksichtigung von Qualität und Genauigkeitsstandards. Wobei dies gemäß Eckmüllner bei etlichen Dienstleistern nicht unbedingt der Fall ist.
Die Zusammenarbeit von Eckmüllner mit Hermann Novak, dem Geschäftsführer von Forest Mapping Management (FMM), Salzburg, besteht seit über 30 Jahren. Dabei ergänzten sich die wissenschaftliche und die praktische Seite, was zu einer steten Weiterentwicklung für eine moderne und effiziente Betriebsführung im Forst führte.
Ungeahnte Möglichkeiten dank digitaler Luftbilder
Darstellung eines Kontrollstichpunktes auf der App forestmobile und der Software Timbercontrol von Forest Mapping Management, Salzburg © Forest Mapping Management FMM
In der Zwischenzeit wurde der Wald in Österreich in einem drei- bis vierjährigen Rhythmus und mit einer immer besser werdenden Auflösung der Bilder beflogen. Die Entwicklung der Kameras, wie beispielsweise der UltraCam 3, ging sehr schnell und wird nach wie vor vorangetrieben.
Die Kombination von sehr genauen und hochauflösenden digitalen Geländemodellen aus Laserbefliegungen mit digitalen Luftbildern, sogenannten „True Orthophotos“, erlaubt neue Möglichkeiten für die praktische Forsteinrichtung und stellt zusätzlich einen Fundus für die ertragskundliche Wissenschaft dar.
Im ersten Schritt werden die einzelnen Bäume automatisch detektiert und markiert sowie deren Baumhöhen bestimmt. Unter Verwendung eines Tools der künstlichen Intelligenz wird die Baumart semiautomatisch ermittelt. Zur Kontrolle werden Stichproben erhoben. Zuerst erfolgt eine visuelle Überprüfung, dann eine Erhebung im Gelände. Daraus ergeben sich in weiterer Folge Korrekturfaktoren für die Stammzahl, die Baumart und den Brusthöhendurchmesser (BHD). Hat man nun ausgeschiedene Bestände aus einer alten Forsteinrichtung mit gegebenem Alter, so kann man sehr einfach aus den Einzelbaumdaten die Summen bilden und kann mit Oberhöhe und Alter bonitieren. Den Bestockungsgrad erhält man durch Vorrat je Hektar dividiert durch Ertragstafelvorrat. Bei der Erhebung der Kontrollstichproben sollte der Zuwachs am Mittelstamm gebohrt werden. Somit erhält man auch den Zuwachs des Bestandes. Da es sich bei dieser Methode um alle Bäume des Bestandes handelt, gibt es keinen Stichprobenfehler und daher eine sehr hohe Genauigkeit.
Hiebsätze lassen sich analog zur bestandesweisen Taxation aus den Teilflächendaten beziehungsweise den SAFI-Plus-Daten (Semiautomatische Forstinventur), von FMM ermitteln.
Automatisierte Modellrechnungen
Visuelle Klassifizierung von Baumarten © Forest Mapping Management FMM
Zur Erstellung eines Ertragsmodells (einer Ertragstafel) braucht es die Höhenentwicklung über dem Alter. Diese kann mithilfe der Stammanalysen anhand gefällter Bäume ermittelt werden. Ein Drei-Personen-Trupp benötigt rund 90 Minuten pro Stammanalyse. Hat man aber ein Luftbild vergleichbarer Qualität, das vor drei Jahren erstellt wurde, so kann man von allen Bäumen, die heute vorhanden sind, den dreijährigen Höhenzuwachs automatisch berechnen. Trägt man nun die Höhenzuwächse über dem Alter auf, erhält man ein sogenanntes Richtungsfeld und es reicht, die sich daraus ergebene Differenzialgleichung zu lösen. Als Zweites wird die Durchmesser-Dichte-Funktion (CD-Regel) benötigt. Diese kann am einfachsten aus alten Inventurdaten hergeleitet werden, aber auch aus den Kontrollstichproben. Die Informationen über den ausgeschiedenen Bestand erhält man aus dem Vergleich mit dem älteren Luftbild. Es benötigt also keine eher suspekten Annahmen über die Durchforstungsart und die Margin-Formel. Hat man True Orthophotos mit Oberflächenmodellen aus mehreren Jahren zur Verfügung, erhöhe sich die Qualität der Modelle stark, ist man bei FMM überzeugt.
