Projekttreffen STEP auf dem Firmengelände von ATS - Agro Trading & Solutions in Hardegsen (Foto: DBFZ)

Strategievorhaben

FKZ-Nr. 03KB037

BM-Laserscan - Entwicklung von automatisierten Biomasse-Analyse- und Bewertungsinstrumenten auf Basis von Laserscan-Rohdaten am Bsp. von Süddeutschland und bundesweiten Fallstudien

Biomasse Laserscan: Laserpunkte auf Obstbaum (Foto: HS München)

Dauer

  • 01.09.2009 – 30.04.2013

Kontakt

Hochschule München
CENERGIE - Competence Center Energieeffiziente Gebäude und Quartiere, Fakultät 05: Energie- und Gebäudetechnik
Lothstr. 34
80335 München

Prof. Dr. Peter Krzystek – Projektleiter
Telefon: +49 89-1265-2617
E-Mail: krzystek@hm.edu

Matthias Rentsch
Telefon: +49 (0) 89-1265-2632
E-Mail: rentsch@hm.edu

Partner

03KB037B - Universität Hohenheim
  • Adresse:
  • Universität Hohenheim
    Institut für Landschafts- und Pflanzenökologie / Fachgebiet Landschaftsökologie und Vegetationskunde
    August-von-Hartmann-Str. 3
    70599 Stuttgart
  • Kontakt:
  • Prof. Dr. Klaus Schmieder – Projektleiter
    Telefon: +49 (0) 711-45923-608
    E-Mail: schmied@uni-hohenheim.de

    Dr. Alfons Krismann
    Telefon: +49 (0) 711 459 23635
    E-Mail: a_krismann@uni-hohenheim.de

Assoziierte Partner

Kooperationspartner

Unterauftragnehmer

Ergebnisse

Thema

Mit der Entwicklung von anwendungsnahen automatisierten Fernerkundungs-Instrumenten sollen Landschaftspflegeholz und explorativ Brachflächen flächenscharf und landesweit detektiert, typisiert und ihr Biomassepotenzial berechnet werden. Die generierten Kataster ermöglichen eine direkte Berechnung dieser Biomasse-Vorräte (keine Schätzungen). Als Hilfsmittel werden Anwender-Tools entwickelt, die die wesentlichen Auswertungen automatisieren (Aufbau einer Gehölzdatenbank).

Ziele

  • Ökonomische Beurteilung dieser Energiereserven unter Berücksichtigung von logistischen Parametern, ökologischen und naturschutzfachlichen Randbedingungen sowie verschiedenen Energiepreis-Szenarien
  • Flächenhafte Gehölz-Biomasse-Berechnung für das gesamte Bundesland Baden-Württemberg (First/Last Pulse-Daten), exemplarische Berechnungen für die Länder Nordrhein-Westfalen, Bayern, Niedersachsen und Brandenburg im Rahmen von Fallstudien
  • Test und Entwicklung von Methoden zur exakten Biomasse-Bestimmung von Offenland-Gehölzen mittels Multispektral- und Hyperspektral-Daten (eigene und zugekaufte Testdatensätze)
  • Bereitstellung von GIS-Tools, die aufwandsarm den Aufbau von Biomasse-Gehölzdatenbanken in anderen Bundesländern erlauben
  • Zusammenstellung und Vergleich von Ernte- und Logistikparametern im Rahmen von optimierten Logistikketten
  • Entwicklung und Bereitstellung eines GIS-gestützten Landschaftspflegeholz-Verfügbarkeitsrechners und eines darauf aufbauenden Logistik-Kostenrechners

Maßnahmen

Hochschule für angewandte Wissenschaften München

Wissenschaftliche Entwicklung von Methoden zur Biomasse-Bestimmung von Offenland-Gehölzen und - explorativ - Brachflächen. Sichere Einzelbaumdelinierung auf Basis von First/Last-Pulse Airborne Laserscanning (ALS) Daten. Als Segmentierungsverfahren soll vorrangig die neuartige "3D Normalized Cut Segmentierung" eingesetzt und an die speziellen Bedingungen bei Offenlandgehölzen angepasst werden. Ergebnis sind 3D Einzelbäume, von denen Baumposition, Baumhöhe, Kronendurchmesser und Rauminhalt (bzw. Holzvolumen) mittels der Laserpunkte bestimmt werden können. Aus dem Holzvolumen kann wiederum das Grünvolumen bestimmt werden. Eine Grobunterscheidung in Laub- und Nadelbäume ist möglich. Eine Genauigkeitssteigerung ist durch eine Erweiterung auf Full-Waveform ALS-Daten zu erwarten, da hierbei die deutlich höhere Punktdichte ausgenutzt werden kann. Zusätzliche Informationen von Multi- bzw. Hyperspektraldaten können zur verbesserten Spezifizierung unterschiedlicher Baumarten beitragen. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen explorativ für die Abgrenzung von Brachlandflächen eingesetzt werden unter Verwendung von ALS-Daten, Multi- und (optional) Hyperspektraldaten.

Universität Hohenheim

  • Aufbau der Gehölzdatenbank
  • Zusammenführen der Ergebnisse
  • Regel- und logikbasierte Gehölzdifferenzierung
  • Eichmessungen
  • Szenarien
  • Modellrechnungen
  • Softwaretools (ArcGIS)
  • Kontakt und Aufarbeitung der Fallstudien

Schwerpunkte

  • Abgrenzung von Offenland-Gehölzen
  • Grünvolumen- und Biomasseberechnung
  • Erstellung von GIS-Tools (Biomasse-Verfügbarkeit, Logistikkosten)

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