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Flugzeuggestütztes Laserscanning für ein operationelles Waldstrukturmonitoring


Leiterer, Reik; Mücke, Werner; Morsdorf, Felix; Hollaus, Markus; Pfeifer, Norbert; Schaepman, Michael E (2013). Flugzeuggestütztes Laserscanning für ein operationelles Waldstrukturmonitoring. Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation, 2013(3):173-184.

Abstract

Die Struktur des Waldes hat einen signifikanten Einfluss auf die globalen bio- geochemischen Stoffkreisläufe und kann darüber hinaus als Indikator dienen, um das Potential zum Erhalt der Biodiversität abzuschätzen und die Widerstandsfähigkeit des Waldes gegen äußere Einflüsse zu bestimmen. Flugzeuggestütztes Laserscanning (ALS) bietet hierbei die Möglichkeit einer räumlich hochaufgelösten Erfassung und Beschreibung sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Waldstruktur. Wir stellen robuste Verfahren basierend auf flugzeuggestützten Laserscanningdaten vor, um eine Extraktion von forstwirtschaftlich und -wissenschaftlich relevanten Strukturinformationen zu ermöglichen. Dies beinhaltet: i) die Einzelbaumextraktion, ii) die Bestimmung von Unterwuchs und Bodenbedeckung und iii) die Totholzerkennung. Die Datengrundlage bestand aus multi-temporalen, full-waveform Laserdaten in dichtem Laub- und Mischwald für Testgebiete in der Schweiz (Lägern) und in Deutschland (Uckermark). Basierend auf der ALS-Punktwolke mit ihren geometrischen Attributen und den zugehörigen full-waveform Eigenschaften wurden folgende Methoden angewendet: i) hierarchisches, 3D-Clustering und die Ableitung von alpha shapes für die Einzelbaumextraktion, ii) rasterbasierte, vertikale Stratifizierung für die Charakterisierung von Unterwuchs, und iii) die Kombination aus map algebra und Vektorisierung für die Totholzanalyse. Die erzielten Genauigkeiten der abgeleiteten Strukturvariablen entsprachen den Anforderungen der traditionellen Forstinventur. Vorbehaltlich der Verfügbarkeit einer entsprechenden Datengrundlage (multi-temporale ALS-Daten mit hohen Punktdichten) ist es mit den vorgestellten robusten Methoden möglich, ein großflächiges und operationelles Waldstrukturmonitoring durchzuführen.

Die Struktur des Waldes hat einen signifikanten Einfluss auf die globalen bio- geochemischen Stoffkreisläufe und kann darüber hinaus als Indikator dienen, um das Potential zum Erhalt der Biodiversität abzuschätzen und die Widerstandsfähigkeit des Waldes gegen äußere Einflüsse zu bestimmen. Flugzeuggestütztes Laserscanning (ALS) bietet hierbei die Möglichkeit einer räumlich hochaufgelösten Erfassung und Beschreibung sowohl der horizontalen als auch der vertikalen Waldstruktur. Wir stellen robuste Verfahren basierend auf flugzeuggestützten Laserscanningdaten vor, um eine Extraktion von forstwirtschaftlich und -wissenschaftlich relevanten Strukturinformationen zu ermöglichen. Dies beinhaltet: i) die Einzelbaumextraktion, ii) die Bestimmung von Unterwuchs und Bodenbedeckung und iii) die Totholzerkennung. Die Datengrundlage bestand aus multi-temporalen, full-waveform Laserdaten in dichtem Laub- und Mischwald für Testgebiete in der Schweiz (Lägern) und in Deutschland (Uckermark). Basierend auf der ALS-Punktwolke mit ihren geometrischen Attributen und den zugehörigen full-waveform Eigenschaften wurden folgende Methoden angewendet: i) hierarchisches, 3D-Clustering und die Ableitung von alpha shapes für die Einzelbaumextraktion, ii) rasterbasierte, vertikale Stratifizierung für die Charakterisierung von Unterwuchs, und iii) die Kombination aus map algebra und Vektorisierung für die Totholzanalyse. Die erzielten Genauigkeiten der abgeleiteten Strukturvariablen entsprachen den Anforderungen der traditionellen Forstinventur. Vorbehaltlich der Verfügbarkeit einer entsprechenden Datengrundlage (multi-temporale ALS-Daten mit hohen Punktdichten) ist es mit den vorgestellten robusten Methoden möglich, ein großflächiges und operationelles Waldstrukturmonitoring durchzuführen.

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Other titles:Operational forest structure monitoring using airborne laser scanning
Item Type:Journal Article, not refereed, original work
Communities & Collections:07 Faculty of Science > Institute of Geography
Dewey Decimal Classification:910 Geography & travel
Language:German
Date:2013
Deposited On:29 Oct 2013 08:14
Last Modified:05 Apr 2016 17:04
Publisher:E. Schweizerbart'sche Verlagsbuchhandlung
ISSN:1432-8364
Publisher DOI:https://doi.org/10.1127/1432-8364/2013/0168
Permanent URL: https://doi.org/10.5167/uzh-82300

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