Multisensorielle Methoden zur Rekonstruktion der dreidimensionalen Waldstruktur
Die tatsächliche Struktur, die einzelne Waldbestände oder auch größere Waldgebiete aufweisen, prägen entscheidend die ökologischen Charakteristika von Wäldern. Die Waldstruktur kontrolliert Prozesse wie Interzeption, Absorption und Verteilung von Energie- und Niederschlag. Um die Wirkungszusammenhänge zwischen Strukturmerkmal und ökologischer Variable zu verstehen, werden detaillierte Strukturinformationen benötigt, die idealerweise auch den saisonalen Gang mit berücksichtigen. Die horizontale und vertikale Dimension und damit die Anordnung der einzelnen Phytoelemente im Raum sollten daher möglichst detailgetreu erfasst werden. Für ökologische Untersuchungen sind vor allem die Änderungen während den Übergangsperioden Frühling und Herbst äußerst wichtig.
Die Erfassung der Struktur von Baumbeständen wurde bisher auf wenige Messungen begrenzt und durch Mittelwertsangaben repräsentativ beschrieben. Für detailtreue 3D-Strukturen stoßen diese direkten Messverfahren schnell an ihre (Kapazitäts-)Grenzen. Demgegenüber erscheinen indirekte, zerstörungsfreie Verfahren außerordentlich attraktiv: Die hemisphärische Photographie ist eine Methode, um in Waldbeständen Informationen über die räumliche Verteilung und über die relevanten Flächen von Phytoelementen zu bekommen. Mittels objektivierter Segmentierungstechnik können kombinierte Standardanwendungen mit höherer Genauigkeit eingesetzt werden. Neben einer biasfreien Bestimmung der Transmission solarer Strahlung in einzelnen Zenitwinkeln können ebenfalls Blattneigungswinkelverteilungen und relative Beleuchtungsstärken simultan bestimmt werden. Darüber hinaus soll aus den Farbinformationen der digitalen Bilder auf die Feinstruktur (Blätter, Rinde) der Waldbestände geschlossen werden. Die Aufnahme und Auswertung von hemisphärischen Photos über eine Zeitspanne ermöglicht somit die Ermittlung von Strukturinformationen und Kenntnisse zur Strukturdynamik.
Erweitert wird das Projekt um zusätzliche Aufnahmen mit einem terrestrischen Laserscanner, der eine sehr dichte und genaue dreidimensionale Punktwolke produziert. Aus der erfassten Objektgeometrie aller Phytoelemente erhofft man sich eine Basis für eine verbesserte LAI-Bestimmung. Zudem werden Verfahren zur Generierung dreidimensionaler Beschreibungen der Vegetationsstruktur aus den Punktwolken weiterentwickelt.
Weitere Informationen können auch auf der Projektseite der Professur für Photogrammetrie der TU Dresden entnommen werden.