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Erfassung von Oberflächenstrukturen im Wald per Fernerkundung

Abb. 1: Kartierter Bombentrichter im Bestand

Schneller Überblick

  • Zur Kartierung großer Flächen hält das Land Nordrhein-Westfalen öffentlich verfügbare Fernerkundungsdaten bereit
  • Die vorliegende Arbeit beschreibt ein Verfahren, um lokale Bodenstrukturen per Algorithmus zu erkennen
  • Als Studienobjekt diente die Urftstaumauer, in deren weiterem Umfeld sich zahlreiche Bombentrichter aus dem 2. Weltkrieg befinden
  • Automatisierte Kartierungen lassen sich im Wald vielfältig anwenden; noch zu klären ist, inwieweit sie Zeit und Kosten sparen

Seit der Etablierung der Luftbildfotografie bietet die Fernerkundung der Archäologie ein wichtiges Werkzeug zur Erfassung und Untersuchung großer Flächen [7]. Die Ableitung digitaler Geländemodelle (DGM) aus Fernerkundungsdaten spielt dabei eine besondere Rolle, da sich damit Strukturen der Bodenoberfläche erfassen lassen. Typische Untersuchungen zu menschlichen Spuren haben sich bislang insbesondere auf archäologische Anwendungen im Offenland bezogen; solche Spuren werden auch als „Bodendenkmäler“ bezeichnet [2]. Im Wald sind aber Spuren menschlicher Aktivitäten oft besser erhalten als im Offenland, da sie viel weniger der Erosion und Bodennutzungen ausgesetzt sind. Spuren menschlicher Aktivitäten in Waldgebieten sind oft weniger bekannt, da sie schwerer zugänglich sind [2].

DGMs lassen sich auch unter Wald erstellen und sind ein wichtiges Standardprodukt der forstlichen Fernerkundung, denn aus der Differenz zwischen dem Boden (dem digitalen Geländemodell-DGM) und der Kronenoberfläche (digitales Oberflächenmodell-DOM) lassen sich Baumhöhen mit hoher Genauigkeit ermitteln [6]. DGMs lassen sich natürlich auch archäologisch auswerten. Eine umfassende Darstellung von archäologisch interessanten Objekten, welche unter Wald anzutreffen sind, bietet Heft 6 der hessenARCHÄOLOGIE [8]. Moderne flugzeuggetragene Laserscanner (ALS = Airborne Laserscan oder LiDAR-Technik) eignen sich besonders gut, um die Geländeoberfläche zu erfassen: Die Oberfläche des überflogenen Geländes wird durch ein sehr dichtes Raster von Laser-Impulsen abgetastet und für jeden Messfleck die 3D-Koordinate registriert, von wo aus der jeweilige Laserstrahl reflektiert wurde. Solche Laserimpulse werden nicht nur an der Kronenoberfläche reflektiert, was für waldmesskundliche Aufgaben von besonderem Interesse ist; ein Teil der Laserimpulse erreicht durch Kronenlücken den Boden, sodass auch das Gelände mit hoher Genauigkeit kartiert werden kann. Die Kosten des ALS-Aufnahmeverfahrens sind noch relativ hoch, aber es bietet zahlreiche forstlich interessante Auswertungsmöglichkeiten im Rahmen der Zustandserfassung, sodass es zunehmend auch für forstliche Standarderhebungen eingesetzt wird [6].

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