Forstliche Bestandesparameter aus Laser-Scanner-Daten

Für die Forstinventur ist die vorhandene Holzmasse von Beständen von größter Bedeutung, die traditionellerweise aus der Erfassung verschiedener Kenngrößen der Bäume in Stichproben, also an ausgewählten Stellen, mittels statistischer Methoden geschätzt wird. In jüngerer Zeit wird zunehmend auch die Luftbild-Photogrammetrie herangezogen, die vor allem flächenhafte Informationen bringt. Beide Verfahren sind aufwendig und begrenzt. Das seit einigen Jahren kommerziell verfügbare Verfahren des Laserscanning erlaubt es, sowohl Boden- als auch Kronenpunkte dreidimensional zu erfassen. Von einem Flugzeug werden Laserpulse in Streifen quer zur Flugrichtung ausgesandt, die an Blättern, Boden, oder sonstigen Objekten reflektiert werden. Aus der Zeitdauer zwischen Aussendung eines Signales und Empfang der Reflexion kann mittels der Lichtgeschwindigkeit die Entfernung zum Flugzeug berechnet werden. Position und Bewegungen des Flugzeuges im Raum werden mittels Satelliten (GPS) und durch ein sogenanntes Inertialmeßsystem ständig erfaßt. Damit werden heute bis über 80.000 Boden- und Objektpunkte pro Sekunde dreidimensional gemessen. In diesem Projekt wurde der "Lehrforst Rosalia" der Universität für Bodenkultur Wien mittels Laserscanner aufgenommen. Von der 10 Quadratkilometer großen Fläche wurden in drei Flügen im Sommer und Winter bei einer Punktdichte von 10 Punkten pro Quadratmeter 300 Millionen Boden- und Kronenpunkte aufgenommen. In drei Schritten wurde untersucht, welche für die Forstinventur wichtigen Daten daraus abgeleitet werden können: 1) Es wurde versucht, über statistische Verfahren (Regressionsanalyse) aus den Laserdaten dieselben Kennwerte der Bestände abzuleiten, wie sie aus den Inventurdaten vorlagen. Zuverlässige Ergebnisse wurden für Baumhöhe, Nadel- und Laubbaumanteil und Kronendichte erhalten. Diese Kenngrößen können aus Laserdaten gut abgeleitet werden. 2) Im zweiten Schritt wurden Informationen aus den Laserdaten abgeleitet, die bisher noch keinen Einsatz in der forstlichen Praxis fanden. Dies waren unter anderem Maße für die "Rauhigkeit" der Bestände und die Größe der Lücken zwischen Bäumen. Die Zuverlässigkeit dieser Größen wurde anhand von Messungen am Boden und mittels Luftbildern überprüft. Dies erlaubt die Einteilung eines Waldgebietes nach bisher nicht verwendeten Kriterien, wie Ähnlichkeit im Hinblick auf Baumart, Alter, Vitalität und andere Merkmale. Besonders die sogenannte ungleichaltrige Forstbewirtschaftung, bei der im Gegensatz zur Kahlschlagwirtschaft jeweils nur die kräftigsten Bäume herausgeschlagen werden und die zunehmend eingesetzt wird, kann von diesem Verfahren profitieren, da die Bestände dort alle Alter von Bäumen umfassen. 3) Im dritten Schritt wurde versucht, anhand der Kronenform einzelne Bäume abzugrenzen. Für die solcherart gefundenen Bäume können mittels der in den ersten beiden Schritten entwickelten Formeln und Verfahren die wichtigsten Größen ermittelt und baum- und bestandesweise zur Verfügung gestellt werden. Im Zuge des Projektes konnte einerseits gezeigt werden, daß die Laserscanner-Daten sehr gut geeignet sind, gewisse Kenngrößen, die bisher nur mit hohem Aufwand in Stichproben erfaßt werden konnten, bestandesweit zu liefern, andererseits konnten Verfahren entwickelt werden, die es erlauben, diese Kenngrößen sowohl für Einzelbäume als auch für Bestände abzuleiten. Mit der technologischen Weiterentwicklung der Laserscanner steht zu erwarten, daß in wenigen Jahren die derzeit noch hohen Flugkosten so weit reduziert sein werden, daß das Verfahren auch in die forstliche Praxis Einzug halten wird. Es zeigte sich aber auch, daß weder auf Luftbilder noch auf Erhebungen am Boden völlig verzichtet werden kann, vielmehr wird in Zukunft die tägliche Praxis des Forstbetriebes in einer Kombination der Verfahren liegen.