Untersuchung zur automatisierten Ermittlung des Volumens von Baum- und Gehölzressourcen mit Methoden der terrestrischen Stereo-Photogrammetrie

Institut für Waldinventur und Waldwachstum, Universität Göttingen Az.: Göttingen 06/05

Zielsetzung:

Feldgehölze sind nicht nur für biologisch-ökologische Funktionen bedeutend, sondern kommen neben ihrer landschaftlich prägenden Bedeutung auch für Kohlenstoffspeicherung und die Verwertung von Holzfasern in Betracht. Zur Nutzung dieser Holzressourcen aus Feldgehölzen sind Informationen zum Vorrat und Zuwachs erforderlich. Ziel dieser Untersuchung ist es, mit Hilfe der terrestrischen Fotogrammetrie die Gestalt und das Volumen von Bäumen und Sträuchern geometrisch zu beschreiben und damit das Volumen direkt zu berechnen.

Methode:

Die Aufnahmen wurden mit einer digitalen Spiegelreflexkamera für Farbinfrarotaufnahmen mit einer wirksamen Sensorauflösung von 6.1 Mio. Bildpunkten gemacht. Als Objektiv kam ein variables Weitwinkelobjektiv zur Anwendung. Die Konstellation der Aufnahmen wurde so gewählt, dass Zweige, die dicker als 2 cm sind, mindestens von zwei Positionen aus erfasst werden. Als Auswertemodul für die Passpunktinformationen wird die Software Photo Modeler verwendet. Zur Volumenermittlung eines Baumes werden bei sämtlichen Zweigen in Teilabschnitten die Durchmesser gemessen und so die Volumina als Zylinder berechnet. Bei dem geometrisch komplexeren Strauch wird die hölzerne Biomasse berechnet über die Oberfläche des Strauches, die von den Zweigenden abgebildet wird (Grünvolumen) und einem Reduktionsfaktor (= Verhältnis der Anzahl der Bildpunkte mit Zweigen zu der Gesamtzahl der Bildpunkte).

Ergebnisse:

Die Kalibrierung der Kamera ist hinreichend genau. Genauigkeit der Bildmessung und Abbildungsmaßstab sind ausreichend. Das Volumen des Baumes wird in der fotogrammetrischen Auswertung um 4,3% unterschätzt. Die Klassifikation der Bilder des Strauches ergab eine Unterschätzung des Holzanteils von 10,5%. Dies ist u. a. auf die Erhebung der Referenzdaten im Zentrum des Strauches zurückzuführen, wo der Anteil stärkerer Zweige größer ist als im übrigen Bereich.