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Die technische Unterstützung aus der Luft findet immer mehr Anwendungsbereiche in der Waldanalyse. Fotos/Bilder: FHGR

Verband & Politik | Zeitschriften – Lesezeit 3 min.

Nach heftigen Stürmen: bessere Übersicht dank Drohnen

Das Institut für Photonics und Robotics an der Fachhochschule Graubünden entwickelt eine spezielle Software, die Forstleute dabei unterstützen soll, nach einem heftigen Sturm herauszufinden, wo wie viele Bäume liegen. Und wo sich Lawinenverbauungen wirklich lohnen.

Mischa Hauswirth | Drohnen werden zunehmend zum Analysetool in der Waldwirtschaft. Bereits erprobt sind die Bestandesanalysen, zum Beispiel für die Eingriffsplanung oder das Aufspüren von Käfernestern aus der Luft, um die Borkenkäferbekämpfung effizienter zu machen (vgl. WALD und HOLZ 06/22). Ein Projekt an der Fachhochschule Graubünden öffnet nun ein weiteres Feld der Einsatzmöglichkeiten: die Analyse von Windfallflächen nach Stürmen mittels Luftbildern.

Die Idee dazu kam Forschern am Institut für Photonics und Robotics (IPR) der Fachhochschule Graubünden in der Nacht vom 29. auf den 30. Oktober 2018. Damals  fegte der Sturm Vaia über Kroatien, Italien, Österreich und Teile der Schweiz hinweg. Auf dem Piz Martegnas, oberhalb von Savognin, erreichte der Wind eine Geschwindigkeit von 180 Kilometern pro Stunde. Die Folgen: Auf dem Albulapass knickte der Sturm vier Hochspannungsmasten um und deckte das Hospizdach ab. Und auch der Wald blieb nicht verschont: Allein im Kanton Graubünden gab es auf 100 Hektaren Schäden am Wald, insgesamt lagen 60 000 Kubikmeter Holz an den Hängen verstreut. «Diese vom Sturm Vaia angerichteten Schäden sind zwar signifikant, aber in der langjährigen Statistik weder eine Seltenheit noch ein Rekord», sagt Philipp Roebrock, Dozent für Informatik am Institut für Photonics und ICT (IPI) an der Fachhochschule Graubünden.

Weil es im Feld schwierig ist, genau zu wissen, wo es wie viele Bäume im Wald umgeworfen hat, sollen künftig Drohnen und eine spezielle Software zum Einsatz kommen. «Mit Drohnen ist es uns möglich, extrem genaue Geländerekonstruktionen respektive Aufnahmen von Gebieten zu erstellen», so Roebrock. In Chur entstand darum die Idee, eine Software zu entwickeln, die den Forstleuten eine rasche Analyse der entstandenen Sturmschäden ermöglicht.

In einem Gemeinschaftsprojekt mit dem Institut für Wald, Schnee und Landschaft (WSL) hat das IPR dann untersucht, wie man die Schadensanalyse mittels Luftbildern in Zukunft effizienter gestalten könnte. Zu diesem Zweck wurde vom Institut für Schnee- und Lawinenforschung (SLF) eine Drohnenbefliegung über einem Waldgebiet im Val Mela östlich von Bergün durchgeführt, einem Tal, das vom Sturm Vaia in Mitleidenschaft gezogen worden war.

Genauere Daten für Analyse

Die dabei entstandenen Ortho-Luftbilder bieten eine präzise und verzerrungsfreie Darstellung jedes Punktes, senkrecht von oben gesehen. «Die entwickelte Software steht noch am Anfang und muss sich erst bewähren», erklärt Roebrock. «Vor allem eine Validierung der ermittelten Sturmholzmengen durch einen Vergleich mit den manuell ermittelten oder letztlich geräumten Holzmengen steht noch aus.» Es fehle noch eine Praxisprüfung, sagt der Professor am IPR.

Aus diesem Grund planen die Forscher jetzt ein Projekt, das eine Basis für die Schadensmengenerfassung und die Schadensbeurteilung nach Stürmen erschaffen soll. «Wir möchten mit Partnern aus der Waldwirtschaft schauen, welche Daten sie genau bräuchten, um unsere Software darauf zu programmieren», so Roebrock.

Die Aufnahmen haben eine sehr hohe Auflösung, nämlich zwei Zentimeter pro Bildpunkt, zudem sind es Farbbilder. Um diese Luftbilder vollautomatisch auszuwerten, hat die Fachhochschule Graubünden eigens eine Software entwickelt. Was macht die? Im Detail erfasst sie umgestürzte Bäume, misst ihre Dimensionen und lokalisiert sie geografisch. «Daraus lassen sich Statistiken zur Menge an Sturmholz und zu dessen Verteilung im Gelände erstellen. Und so lässt sich eine Schadensanalyse schnell und effizient durchführen, ohne dass gefährliche Begehungen und manuelle Erfassungen durch Personen zwischen frisch umgestürzten Bäumen in einem Berggebiet durchgeführt werden müssen», sagt Roebrock.

Die Forscher des IPR sind auch überzeugt, dass durch die rasche Ermittlung der Sturmholzmenge sich die wirtschaftlichen Auswirkungen auf den Holzmarkt – einen wichtigen Wirtschaftsfaktor in Graubünden – beziehungsweise auf den Holzpreis rascher abschätzen lassen als mit einer herkömmlichen Methode.

Auch geeignet für Lawinenverbauungen

Es gibt aber noch eine weitere Anwendungsmöglichkeit. Eine Untersuchung des SLF testete, wie gut sich mit digitalen Kameras bestückte Drohnen eignen, um die Schneehöhe über grössere Flächen hinweg zu kartieren. «Dadurch gelang es, die Schneehöhen bis auf Zentimetergenauigkeit zu ermitteln», sagt Roebrock. «Das konnte man früher nicht.»

Gerade für Gebirgskantone mit ihrem grossen Anteil an Schutzwald beziehungsweise der Aufgabe, Lawinenverbauungen an geeigneter Stelle zu errichten, dürfte diese Form der Schneehöhenermittlung wertvolle Informationen liefern. «Wir sehen bei einer solchen Software nicht nur das Einsatzgebiet für die Datenerfassung nach Sturmereignissen im Wald, sondern auch bei den Lawinenverbauungen», sagt Philipp Roebrock.

Im Moment ist noch nicht ganz klar, wie es weitergeht und ob die Software in die Richtung weiterentwickelt werden kann, wie es angedacht ist. Die Finanzierung des Projektes steht noch bis Ende Jahr. Und es sind noch «keine Waldspezialisten an Bord», wie Roebrock sagt, was aber in einem weiteren Schritt geplant sei. Dann werde auch klarer herausgeschält werden können, welche Daten genau erhoben werden müssen und welche Weiterentwicklung die Software erfahren müsste, um in der Praxis zum Einsatz zu kommen. 

 

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