UAV LiDAR Vermessung zur Erfassung der Vegetationsstruktur von Waldflächen an der Elbe in Brandenburg

UAV LiDAR Vermessung zur Erfassung der Vegetationsstruktur von Waldflächen in Brandenburg

Im Frühjahr 2019 waren wir für die Universität Hamburg im brandenburgischen Elbvorland unterwegs, um dort eine UAV LiDAR Vermessung zur Erfassung der Vegetationsstruktur von Waldflächen durchzuführen. Neben der UAV LiDAR Vermessung wurden die drei unterschiedlichen Flächen des Pilotprojekts „MediAN“ von uns terrestrisch mit unserem Mobile Mapping System vermessen.

Neben Frau Dr. rer. nat. Dipl.-Biologin Ludewig und zwei Studentinnen der Universität Hamburg aus dem Fachbereich Angewandte Pflanzenökologie begleitet auch Dr.-Ing. habil. Mewis von der TU Darmstadt das Projekt vor Ort. Dr. Mewis aus dem Fachgebiet Wasserbau und Hydraulik und sein Team werden anhand der hochvolumigen 3D-Punktwolken eine Hochwasser-Strömungsanalyse durchführen, denn die Rauigkeit der Auenwälder beeinflusst strömendes Wasser.(Bitte bestätigen; ich habe das so verstanden, dass Ludewig und Mewis aktuell noch an dem Projekt arbeiten. Ansonsten Vergangenheitsform wählen.)

Hier geht es weiter zur vollständigen Projektbeschreibung auf der Seite der Universität Hamburg: Mechanismen der Ökosystemdienstleistungen in Hartholz-Auwäldern: Wissenschaftliche Analyse sowie Optimierung durch Naturschutzmanagement

Vorbereitung und Genehmigung der UAV LiDAR Vermessung zur Erfassung der Vegetationsstruktur von Waldflächen im Biosphärenreservat an der Elbe

Die drei Flächen des Projekts liegen alle im Biosphärenreservat entlang der Elbe in Brandenburg. Somit benötigten wir zwingend eine Sondergenehmigung für die UAV LiDAR Vermessung und den Einsatz unserer Drohne. Nur unter strengen Auflagen durften wir die störungssensiblen Räume, in denen sich mehrere Schutzkategorien überlagern, befliegen.

Eingesetzter Scanner zur LiDAR Vermessung in Brandenburg

Vorab eine kurze Erklärung zur LiDAR Vermessung: LiDAR Scanning (light detection and ranging) ist eine berührungslose und sehr präzise Methode, um Objekte, Bauteile und ganze Landschaften mithilfe eines Laserscanners dreidimensional zu erfassen und zu vermessen. Bei diesem Projekt setzten wir den Laserscanner GeoSLAM ZEB-HORIZON ein, da dieses Mobile Laserscanning System getragen, gefahren oder per Drohne geflogen werden kann. Die Scan-Reichweite dieses Systems liegt bei 100 Metern und es werden 300.000 Messungen/Sekunde vorgenommen. Die Georeferenzierung der Punktwolken erfolgt mithilfe von Bodenkontrollpunkten, die wir vorab mittels GPS eingemessen haben.

Zusammenfassung der terrestrischen und UAV LiDAR Vermessung zur Erfassung der Vegetationsstruktur von Waldflächen

Die drei Flächen haben unterschiedliche Vegetationsstrukturen von altem Wald mit lockeren Bestand über alten Wald mit dichtem Bestand bis hin zu einer Anpflanzfläche mit sehr dichtem Jungwald. Wir konnten alle Flächen problemlos mittels UAV LiDAR Scans befliegen und dabei den Baumbestand, die Baumkronen, Unterholz sowie das Gelände samt Totholz vermessen.

Bis auf das sehr dichte Waldgebiet konnten alle Flächen auch vollständig terrestrisch abgeschritten und somit gescannt werden. Dies war jedoch aufgrund der hohen Reichweite des Scanners kein Problem. Zudem haben wir im Rahmen des Pilotprojekts sämtliche Scans getrennt wie auch zusammengeführt übergeben. Blinde und verschattete Bereiche der terrestrischen Erfassung wurden so um die Scans aus der UAV LiDAR Vermessung erweitert.

Nach Sichtung der Ergebnisse und ersten Berechnungen wurde uns mitgeteilt, dass die UAV LiDAR Vermessung allein zur Erfassung der Vegetationsstruktur der Waldflächen ausgereicht. Die Verdichtung durch terrestrische Scans kann gerade bei dichtem Bewuchs oder Verschattung von oben ein Vorteil sein, ist aber vor allem in der laubfreien Zeit nicht zwingend erforderlich. Wir werden nach Abschluss des Projekts erneut berichten!

Mehr zum Thema UAV LiDAR Vermessung, Land- und Forstwirtschaft auf der LOGXON Website:

LOGXON Dienstleistungen im Bereich UAV LiDAR Scanning
GeoSLAM ZEB-HORIZON Scan-Service – Erfassung, Auswertung und Modellierung

UAV Photogrammetrie und UAV Laser Scanning (LiDAR)
UAV Dienstleistungen im Bereich Land- und Forstwirtschaft

Und dann waren da noch die Eichenspinner…

Sie fragen sich sicher schon, warum wir bei der Arbeit Schutzanzüge getragen haben. Der Grund: Eichenspinner. Das durch den Eichenspinner befallene Elbvorland ist zu bestimmten Jahreszeiten sehr unangenehm zu betreten und erschwert somit jegliche Arbeit. Die Eichenspinner haben Brennhaare, die ein Nesselgift enthalten, welches lange anhält. Davor mussten wir uns schützen. Dies war neben der Zugänglichkeit ein Grund, weshalb wir wichtige Teile des Schutzgebiets per Drohne beflogen haben.

Projektumfang:

  • Zuarbeit zum Einholen sämtlicher Genehmigungen
  • Projektmanagement und Abstimmung wichtiger Parameter und Ergebnisse im Rahmen der UAV LiDAR Vermessung
  • Flugplanung zur effizienten Erfassung und optimalen Nutzung der Flugzeit
  • Durchführung der Drohnenvermessung durch LOGXON UAV-Pilot
  • Terrestrische 3D-Vermessung mittels GeoSLAM ZEB-HORIZON
  • Registrierung, Verarbeitung sämtlicher Passpunkte und Export der UAV- und terrestrischen Laserscans zur Weiterverarbeitung
  • Zusammenführung („Merging“) der UAV- und terrestrischen Laserscans zu einer Punktwolke pro Waldfläche
  • Übergebene Ergebnisse: texturierte Punktwolken, drei zusammengeführte Punktwolken und Videostreams von allen Scans zur Orientierung und Visualisierung

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