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Bestandsaufnahmen mit 3D/multispektralen Satellitendaten

Text: Thomas Schneider, Jiaojiao Tian, Thomas Knoke
28. September 2021
Geeignete Bewirtschaftungskonzepte für den Wald von morgen können durch Fernerkundungs-Daten ergänzt werden. Benötigt werden 3D-Daten zur Strukturabschätzung und Multispektral-Daten zur Baumarten-Annäherung. Nur, „die“ Fernerkundung gibt es nicht, genauso wenig ein Universalrezept zur Bewirtschaftung von Nutzwäldern. Da viele in der Wissenschaft gängige Systeme wie LIDAR oder hyperspektrale Systeme aus Kostengründen für Forstbetriebe kaum infrage kommen, wird erläutert, ob und inwiefern Ergebnisse eines Zi-Yuan-3(ZY-3)-Datensatzes für die forstliche Praxis Relevanz entwickeln kann.

Abb. 2: Endergebnis der Klassifikation des ZY-3-Datensatzes der Waldflächen des Bocksbergs über den „Anisotropie-Ansatz“. „Nichtwald“ ist als Hintergrund über die Grauwert-Darstellung des NIR-Bandes dargestellt. Die Klassen Laubwald, Nadelwald und Mischwald sind jeweils in drei weitere „Höhenklassen“ unterteilt. Über das Verhältnis von Nadel- und Laubwald-Anteilen pro Bestand kann ausgesagt werden, ob es sich um einen Misch- oder Reinbestand handelt.

T. Schneider

Schneller Überblick

  • Das chinesische Zi-Yuan-3 Satellitensystem bietet kombinierte stereo- und multispektrale Datenerfassung im hochauflösenden Bereich von 2 bis 5 m
  • Die Kombination mehrerer Datensätze erlaubt eine Unterscheidung forstwirtschaftlich relevanter Höhenstufen
  • Daten des ZY-3-Types scheinen geeignet für forstwirtschaftliche Parameter, aber auch für die schnelle Schadensaufnahme nach Kalamitäten wie Sturm, Feuer, Überschwemmung
  • Bei Kosten von ca. 10 Euro Cent/ha erscheint ein jährliches Monitoring auf Betriebsebene wirtschaftlich umsetzbar

Das chinesische ZY-3-Satellitensystem erfasst Daten anhand der Oberflächenmodelle mit +/- 2 m Höhengenauigkeit und Bestandes-Typen-Klassifikationen mit einer Pixelgröße von bis zu 2,1 m. Nicht spektakulär, aber jeder Aufnahmestreifen ist ca. 50 km breit und erfasst Deutschland in seiner gesamten N-S-Längenausdehnung nominal mehrmals pro Jahr.

Untersucht wurde ein Datensatz des Satelliten-Systems Zi Yuan 3 A (ZY 3) (www.webcitation.org/64We7vwlH), erfasst am 14.09.2012. Ein ZY-3-Datensatz besteht aus einem panchromatischen „Drei-Zeilen“-Stereomodul mit einer Nadir-blickenden (Lotrichtung) und jeweils einer vorwärts und rückwärts blickenden Kamera mit 2,1-m-, bzw. 3,5-m-Pixeln sowie einem Multispektral-Modul mit vier Bändern im Blau-, Grün-, Rot- und Nahinfrarot (NIR)-Bereich des Sonnenspektrums und 6,5-m-Pixeln.

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