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Wie Wir den Gesundheitszustand von Wäldern zeitsparend Feststellen können

LiDaR gescannter Bereich einer Wald und Feldlanschaft
Lidar Scan eines Landschaftsbereiches

Wie Wir den Gesundheitszustand von Wäldern feststellen können

Einsatz von Drohnen

Stundenlang sind Teams von Forstbetrieben im Wald unterwegs. Vom Boden aus lassen sich Waldschäden i Frühstadium nur schwer erkennen. Darum muss bei der herkömmlichen Inspektion von Wäldern viel Zeit zum Auffinden der Schadstellen aufgewandt werden. Durch den Einsatz von Drohnen können wir Orte die früher zu Fuß erlaufen werden mussten schnell und gefahrlos erreichen. Doch nicht nur das. Dank der Vogelperspektive können wir ganz neue Einblicke in unsere Wälder bekommen. Oft sind Schäden in Wäldern erst aus der Luft in ihrem vollen Umfang zu erkennen. Gegen Flugzeuge oder Helikopter bei diesem Einsatz sprechen nicht nur die hohen Kosten sondern auch die Störung der Fauna durch Lärm und Abgase. Dank der Weiterentwicklung der Drohnentechnologie in den letzten Jahren können heute Inspektionen auf großen Flächen schnell, und dank hochwertiger Sensoren, sehr genau durchgeführt werden. Dadurch können Bodenteams zielgenau zu Schadstellen geführt werden. Dank der Lidar Technologie ist es auch möglich den Baumbestand zu vermessen und so wichtige Daten für die Forstwirtschaft zur Verfügung zu stellen. Durch Multispektralkameras können wir den Gesundheitszustand von Wäldern feststellen. Nun zunächst zur LIDAR Technologie. 

Was ist Lidar?

LiDaR steht für Light Detection and Ranging was so viel bedeutet wie: „Licht erfassen und Entfernungen feststellen“. Dabei wird gebündeltes Licht meist im Spektralbereich von 905nm per Laser ausgesendet. Dieser Spektralbereich ist im infraroten Bereich des Lichts und sehr ähnlich mit unseren TV Fernbedienungen. Durch die starke Bündelung kann man einen präzisen Messpunkt erzeugen. Das ausgesendete Licht wird von der Oberfläche auf die es trifft reflektiert und ein Lichtempfindlicher Sensor empfängt das reflektierte Signal. Aus der Differenz zwischen „Licht ausgesendet“ bis „reflektiertes Licht zurück beim Detektor“ kann die Entfernung zur reflektierenden Fläche bestimmt werden. Dies funktioniert im niedrigen Millimeter Genauigkeitsbereich. So haben heutige Systeme Genauigkeiten bis unter 5mm. Die Reichweiten dieser LiDaR Sensoren reichen vom nahen Centimeter Bereich bis zu mehreren Kilometern wobei sich besonders in der Drohnentechnologie Systeme mit maximalen Reichweiten von 120 – 240 Metern durchgesetzt haben. 

Vorteile von LiDaR

Einer der größten Vorteile neben der hohen Genauigkeit von LiDaR Systemen ist der Vorteil das die Lichtsignale auch Blattwerk und Vegetation durchdringen können. Somit kann bei einem LiDaR Überflug nicht nur die Schicht der Baumkronen sondern auch der Boden selbst mit detektiert werden. Dadurch steht eine vollumfänglichen Berechnung des Holzbestands nichts im Weg. Ein weiterer Vorteil ist das dadurch Rücke-Gassen und Anfahrtswege für Forstmaschinen geplant und eingesehen werden können.

Ein Wald wurde mit einem Laser gescant und man kann sowohl die Vegetation als auch den Boden klar dargestellt erkennen
Quelle: https://www.geosunlidar.com/

Multispektralkameras

Multispektralkameras werden nicht nur im Agrarbereich eingesetzt sondern ebenso auch zur Feststellung des Gesundheitszustands von Wäldern.  Anders als herkömmliche Digitalkameras verwenden Multispektralkameras mehrere Sensoren um ein Objekt aufzunehmen. In der Regel werden 6 Fotos gleichzeitig von einem Objekt gemacht. Damit werden neben dem Standardfarbbild auch die Bereiche Blau 475nm. Grün 560nm, Rot 668nm, Red-Edge 717nm sowie Nahes Infrarot 842nm zeitgleich aufgenommen. Pflanzen und Bäume haben je nach Gesundheits- und Versorgungszustand unterschiedliche Eigenschaften das Sonnenlicht zu reflektieren. Am Beispiel des Chlorophyll Gehalts kann man dies wenn bereits eine Schädigung eingetreten ist natürlich auch mit bloßem Auge sehen. Fehlendes Chlorophyll führt dazu das mehr Licht im grünen Farbspektrum reflektiert wird. Dadurch erscheinen uns Pflanzen mit einem hohen Chlorophyllgehalt auch entsprechend stärker Grün. Im Wald und Forstbetrieb dürfen wir jedoch bei der frühzeitigen Erkennung des Gesundheitszustands unserer Wälder nicht erst warten bis die Beschädigung mit dem bloßen Auge sichtbar wird. Hier können Multispektralkameras frühzeitig Daten Liefern.

Kombination mit anderen Sensoren

Wenn man nun die Daten des LiDaR System mit einer Multispektral Kamera kombiniert wie beim Geosun Modell: GS-130D geschehen kann man den Zustand der Vegetation im selben Überflug dokumentieren. Und dies in Geschwindigkeiten von bis zu 10m/s bei einer Flughöhe von 80m. Dank der Kombination von LiDaR und Multispektral Kamera kann das System wie im Bild oben erkennbar auch einzelne Bäume voneinander unterscheiden und darstellen. 

Wir hoffen Sie haben einen guten Einblick erhalten wie Wir den Gesundheitszustand von Wäldern zeitsparend feststellen können indem wir Drohnen, LiDaR Scanner und Multispektral Kameras kombinieren. 

Wir bei UAV Consulting Hoffmann freuen uns ihnen die neuesten LiDaR Systeme von Geosunlidar und dazu passende Drohnen anbieten zu können. Aber nicht nur das, natürlich bieten wir ihnen auch in Zusammenarbeit mit unserem Partner Drohnen Expertise eine Befliegung und Vermessung ihres Waldes an. Sie erhalten im Anschluss das 3D model und sämtliche Bilddaten für ihre Auswertungen zur Verfügung gestellt. 

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