BM-Laserscan

Entwicklung von automatisierten Biomasse-Analyse- und Bewertungsinstrumenten auf Basis von Laserscan-Rohdaten am Bsp. von Süddeutschland und bundesweiten Fallstudien

01.09.2009

30.04.2013

FKZ-Nr.:

03KB037

Ökonomische Beurteilung dieser Energiereserven unter Berücksichtigung von logistischen Parametern, ökologischen und naturschutzfachlichen Randbedingungen sowie verschiedenen Energiepreis-Szenarien; Flächenhafte Gehölz-Biomasse-Berechnung für das gesamte Bundesland Baden-Württemberg (First/Last Pulse-Daten), exemplarische Berechnungen für die Länder Nordrhein-Westfalen, Bayern, Niedersachsen und Brandenburg im Rahmen von Fallstudien; Test und Entwicklung von Methoden zur exakten Biomasse-Bestimmung von Offenland-Gehölzen mittels Multispektral- und Hyperspektral-Daten (eigene und zugekaufte Testdatensätze); Bereitstellung von GIS-Tools, die aufwandsarm den Aufbau von Biomasse-Gehölzdatenbanken in anderen Bundesländern erlauben; Zusammenstellung und Vergleich von Ernte- und Logistikparametern im Rahmen von optimierten Logistikketten; Entwicklung und Bereitstellung eines GIS-gestützten Landschaftspflegeholz-Verfügbarkeitsrechners und eines darauf aufbauenden Logistik-Kostenrechner

Mit der Entwicklung von anwendungsnahen automatisierten Fernerkundungs-Instrumenten sollen Landschaftspflegeholz und explorativ Brachflächen flächenscharf und landesweit detektiert, typisiert und ihr Biomassepotenzial berechnet werden. Die generierten Kataster ermöglichen eine direkte Berechnung dieser Biomasse-Vorräte (keine Schätzungen). Als Hilfsmittel werden Anwender-Tools entwickelt, die die wesentlichen Auswertungen automatisieren (Aufbau einer Gehölzdatenbank). Modellrechnungen und Szenarien werden mit logistischen und Geräte-technischen Kennwerten und Marktpreisen kombiniert und für regionale Fallstudien in drei Bundesländern exemplarisch aufbereitet. Als Werkzeug für die Praxis wird ein Landschaftspflegeholz-Verfügbarkeitstool (gemeindebezogen, auf Basis einer GIS-Gehölzdatenbank) und ein Logistikkostenrechner für konkrete Standorte für Abnehmer von Landschaftspflegeholz (i.d.R. Hackschnitzelkessel-Standorte) entwickelt.

Strategievorhaben

Wissenschaftliche Entwicklung von Methoden zur Biomasse-Bestimmung von Offenland-Gehölzen und - explorativ - Brachflächen. Sichere Einzelbaumdelinierung auf Basis von First/Last-Pulse Airborne Laserscanning (ALS) Daten. Als Segmentierungsverfahren soll vorrangig die neuartige "3D Normalized Cut Segmentierung" eingesetzt und an die speziellen Bedingungen bei Offenlandgehölzen angepasst werden. Ergebnis sind 3D Einzelbäume, von denen Baumposition, Baumhöhe, Kronendurchmesser und Rauminhalt (bzw. Holzvolumen) mittels der Laserpunkte bestimmt werden können. Aus dem Holzvolumen kann wiederum das Grünvolumen bestimmt werden. Eine Grobunterscheidung in Laub- und Nadelbäume ist möglich. Eine Genauigkeitssteigerung ist durch eine Erweiterung auf Full-Waveform ALS-Daten zu erwarten, da hierbei die deutlich höhere Punktdichte ausgenutzt werden kann. Zusätzliche Informationen von Multi- bzw. Hyperspektraldaten können zur verbesserten Spezifizierung unterschiedlicher Baumarten beitragen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen explorativ für die Abgrenzung von Brachlandflächen eingesetzt werden unter Verwendung von ALS-Daten, Multi- und (optional) Hyperspektraldaten.

Aufbau der Gehölzdatenbank, Zusammenführen der Ergebnisse, Regel- und logikbasierte Gehölzdifferenzierung, Eichmessungen, Szenarien, Modellrechnungen, Softwaretools (ArcGIS), Kontakt und Aufarbeitung der Fallstudien