So gelingt die Digitalisierung der Waldinventur

9. Mai 2024

„Für das Projektteam von Uniqe land use ist die Zusammenarbeit mit einem Partner vor Ort, der über die benötigte Ausrüstung und Erfahrung verfügt, die Grundlage, um solche Digitalisierungsprojekte in der Forstwirtschaft umsetzen zu können.“

Patricia Holter
Projektmitarbeiterin
Unique land use

Im Zuge der fortschreitenden Digitalisierung setzen immer mehr Branchen auf moderne Technologien, um Arbeitsprozesse effizienter zu gestalten. Auch in der Forstwirtschaft gewinnt die Digitalisierung zunehmend an Bedeutung.

In einem groß angelegten Projekt zur Waldinventur im Wald von Oppenau im nördlichen Schwarzwald, wurde Drohnentechnologie eingesetzt, um präzise Daten zu sammeln und die traditionellen Inventurmethoden zu ergänzen. Das Gesamtprojekt wurde unter dem Dach der Waldstrategie Baden-Württemberg umgesetzt und durch das Ministerium für Ernährung, Ländlichen Raum und Verbraucherschutz Baden-Württemberg gefördert.

Ziel des Pilotprojekts der Firma Unique Land Use ist es, das Betriebsgutachten möglichst weit zu digitalisieren und damit effizienter und leichter zugänglich zu gestalten. Im Rahmen des Projekts wurden 400 Hektar Wald – darunter Nadel-, Laub- und Mischwälder – mit verschiedenen Sensoren beflogen. Dabei kamen ein Laserscanner, RGB-Kameras und Multispektralsensoren zum Einsatz, die unterschiedliche, aber komplementäre Daten lieferten. Diese Kombination moderner Technologien ermöglicht eine detaillierte Erfassung des Waldbestands und bietet vielfältige Anwendungsmöglichkeiten für die Forstwirtschaft.

Laserscanning: Präzise Erfassung der Baumstruktur

Ein zentraler Bestandteil der Befliegungen war der drohnengestützte Einsatz eines Laserscanners, der hochpräzise 3D-Punktwolken des Waldes erstellte. Diese Punktwolken liefern eine dreidimensionale Darstellung des Waldbestands und erlauben es, die Höhe, Dichte und Verteilung der Bäume genau zu analysieren. Besonders hilfreich ist diese Technologie bei der Erfassung von Waldbeständen in unwegsamem Gelände, wo traditionelle Methoden, wie die manuelle Messung von Baumhöhen oder Kronendurchmessern, zeitaufwändig und ungenau sein können.

Die generierten Punktwolken bieten Gutachtern eine umfassende Übersicht über die Struktur des Waldes. So lassen sich Einzelbäume erkennen und wichtige Parameter wie das Volumen der Bäume, ihre Wuchshöhe sowie der Bestand an Totholz bestimmen – essenzielle Informationen, um den Zustand des Waldes zu bewerten und Entscheidungen für die nachhaltige Bewirtschaftung zu treffen.

RGB-Daten: Echtfarbaufnahmen für die Kartierung des Waldes

Neben den Laserscannern wurden Drohnen mit RGB-Kameras ausgestattet, um hochaufgelöste Orthophotos in Echtfarben zu erstellen. Diese Bilder ermöglichen eine detaillierte visuelle Darstellung des Waldes und sind besonders nützlich für die Kartierung und Klassifizierung der verschiedenen Waldtypen. Mit den Echtfarbbildern können Laub-, Nadel- und Mischwälder klar unterschieden und Flächen, die eventuell von Krankheiten oder Schädlingen betroffen sind, schnell erkannt werden.

Durch den Abgleich der RGB-Daten mit den Laserscandaten können zudem die Verteilung und Art der Baumarten genau nachvollzogen und Waldflächen effizienter geplant werden.

Multispektraldaten: Vegetationsgesundheit im Fokus

Ein weiteres wichtiges Werkzeug in der Waldinventur sind Multispektralsensoren, die Licht in verschiedenen Wellenlängenbereichen messen und damit Aufschluss über die Vegetationsgesundheit und die Baumart geben. Diese Technologie ermöglicht es, einzelne Baumarten zu unterscheiden und erlaubt dadurch baumartenangepasste Berechnungen und Planungen.

Die Multispektraldaten liefern Informationen, die mit bloßem Auge nicht sichtbar sind und dadurch die Unterscheidung von Baumarten erleichtern sowie umfassende Analysen der Waldgesundheit ermöglichen.

Besonders hilfreich ist die Kombination der Multispektraldaten mit den RGB-Aufnahmen und den Laserscandaten. So kann nicht nur die Struktur des Waldes, sondern auch dessen Vitalität und eventuelle Problembereiche detailliert erfasst werden.

Anspruchsvolle Bedingungen bei der Datenerfassung im Schwarzwald

Die beeindruckende Topografie des Schwarzwalds bot eine spannende Kulisse für das Projekt. Die Befliegung der teils steilen Hänge und dichten Wälder stellte das Team der svGeosolutions GmbH vor einige Herausforderungen. Die Erfahrung aus mehreren Tausend Drohnenflügen half dabei, die Flüge so vorzubereiten, dass ein Höchstmaß an Sicherheit bei gleichzeitig durchweg hoher Datenqualität gewährleistet werden konnte.

Ein wesentlicher Faktor dabei war die Nutzung unterschiedlicher Drohnensysteme und Sensoren, die jeweils nach den Anforderungen des spezifischen Projektes ausgewählt wurden. Bei diesen Projekten, die mit zahlreichen Herausforderungen bei der Datenerhebung verbunden sind, zahlt sich die Spezialisierung der svGeosolutions GmbH auf die Geodatenerhebung mit Drohnen aus.

Kombinierte Datensätze für eine optimierte Waldinventur

Durch die Erkennung von Einzelbäumen und die Erfassung der Baumart liegen flächendeckend präzise Informationen für die Bewirtschaftung vor. Statt der bisher stichprobenhaften Inventur liefern diese Daten eine vollumfassende Planungsgrundlage. Die 3D-Punktwolken bieten eine präzise Grundlage zur Analyse der Baumstruktur, während die Echtfarbaufnahmen detaillierte Karten des Waldgebiets ermöglichen. Die Multispektraldaten ermöglichen darüber hinaus eine Erkennung der Bauamrten und damit die nötigen Informationen über jeden einzelnen Baum. Zusammen liefern diese Datensätze eine umfassende, digitale Grundlage für die Bestandsaufnahme und sind eine wertvolle Planungsgrundlage.

Dieses Verfahren bietet eine Zeitersparnis und dadurch auch eine erhebliche Kostenreduzierung bei gleichzeitig deutlich umfangreicherer und flächendeckender Datenerfassung als das durch Arbeiten im Gelände wirtschaftlich machbar wäre. Die Digitalisierung des Betriebsgutachtens in Oppenau ist damit ein gelungenes Pilotbeispiel für den erfolgreichen Einsatz moderner Geodaten-Technologien in der Forstwirtschaft und zeigt, wie die Zukunft der Waldwirtschaft gestaltet werden kann.