Wie viele Tannen stehen im Nationalpark?

20.06.2022 von Stefanie Gärtner, Christoph Dreiser in Kategorie: Nationalparkforschung

Vor lauter Wald die Bäume erkennen können - oder auch: Identifizierung ausgewählter Baumarten des Bergmischwaldes mit Fernerkundungsdaten und künstlicher Intelligenz

Um herauszufinden, wie viele Bäume welcher Baumarten in einem Gebiet zu finden sind, geht man traditionell in den Wald und zählt. Man wählt Probeflächen in einem Gitternetz mit definierten Abständen aus, um dort die Daten der Bäume zu erfassen. Die so ermittelten Werte werden auf größere Flächen hochgerechnet. Heute stehen zunehmend genauere Methoden zur Verfügung, mit denen sich einzelne Bäume anhand ihrer arttypischen Merkmale aus der Ferne erkunden und identifizieren lassen. In Schutzgebieten bietet sich die Nutzung der Fernerkundungsdaten auch deshalb an, weil wir durch die Forschung so wenig wie möglich stören, also die Waldfläche so wenig wie möglich betreten möchten.

In dieser Studie haben wir eine Methode entwickelt, mit der sich automatisch Bäume bestimmen lassen, die höher als 15 Meter sind - mit einer Genauigkeit von über 92%. Wir haben mit dieser Methode das Vorkommen der Baumarten Fichte, Tanne, Kiefer, Lärche, Douglasie, Laubholz und auch von stehendem Totholz ermittelt. Dazu wurden sowohl Luftbilddaten als auch Laserscan-Daten verwendet. Zuerst wurden vier Teilflächen von je einem Quadratkilometer von Konstantin Scheffczyk im Rahmen seiner Bachelorarbeit getestet. Danach haben wir die Methode auf das gesamte Nationalparkgebiet und die Umgebung - wie auf der Abbildung zu sehen - angewendet.

Die Klassifikation kam zu dem Ergebnis, dass 2015 innerhalb des Nationalparkgebiets 765.257 Fichten, 280.516 Tannen, 102.331 Laubbäume, 93.176 Kiefern, 19.730 Douglasien, 14.045 Lärchen und 19.213 stehendes Totholz mit jeweils über 15 Meter Wuchshöhe standen.

Im Nationalpark schützen wir die natürliche Walddynamik, also die natürlich ablaufenden Prozesse. Diese können wir mit der wiederholten Erfassung der Fernerkundungsdaten und mit den in der Publikation beschriebenen Methoden wissenschaftlich dokumentieren. Dadurch lernen wir, wie sich die Baumartenzusammensetzung in der Nationalparklandschaft über Zeit und unter Prozessschutz - wenn wir Natur Natur sein lassen - verändert.

Basis für diese Publikation war die Bachelorarbeit von Konstantin Scheffczyk, die von der Naturwald Akademie mit dem Naturwald-Preis 2020 ausgezeichnet wurde.

Hologa R, Scheffczyk K, Dreiser C, Gärtner S (2021) Tree Species Classification in a Temperate Mixed Mountain Forest Landscape Using Random Forest and Multiple Datasets. Remote Sensing 13(22):4657. DOI:10.3390/rs13224657 

 

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