Waldmonitoring

Erfassung von Waldschäden

Eine zentrale Komponente bei der Überwachung der Landbedeckung spielt die Vegetation, wobei das Waldmonitoring eine spezielle Form darstellt. Für die Ansprache von Vegetation ist der sichtbare spektrale Bereich ebenso wichtig wie das nahe und kurzwellige Infrarot. Vor allem im roten und blauen Licht wird ein Großteil durch Blattpigmente und Chlorophyll absorbiert. Im NIR dagegen reflektieren gesunde Pflanzen stark (s. Vorlesungsteil Vegetationsmonitoring). Die charakteristischen Reflexionseigenschaften von Vegetation kann man sich beim Waldmonitoring zu Nutze machen. Um räumlich genaue Informationen über Waldgebiete zu erhalten, wird das terrestrische Waldmonitoring durch die Fernerkundung erweitert und unterstützt (Ackermann et al., 2014; Fagan and Defries, 2009; Pause et al., 2016; Romijn et al., 2015). Dies gilt besonders immer dann, wenn für die Erfassung des Waldzustandes aktuellste Informationen benötigt werden, die in so großer Ausdehnung oft nur schwer in-situ erfasst werden können (Lausch et al., 2016).

Die Landesfläche Deutschlands ist zu etwa 30 % mit Wald bedeckt. Die Ausdehnung der Wälder ist gut dokumentiert und lässt sich auch aus frei verfügbaren Daten mit hoher räumlicher Genauigkeit ableiten. Neben Gesundheitszustand und Wuchs lassen sich aus Satelliten- oder Luftbildern zudem forstlich relevante Variablen abschätzen wie z.B.: Waldtypen und Baumarten, Baumhöhen, Bestandesdichten bzw. Anzahl Bäume pro Hektar (n/ha), Bestandesgrundflächen (m²) und Holz-Volumen (m³), Kohlenstoffvorrat.

Die Erkennung und räumliche Erfassung von Waldschäden sind zentrale Elemente des Waldmonitorings. Die Schäden sind vielfältig und werden etwa durch Insekten (Borkenkäfer), Feuer (Trockenheit & Hitze) oder Wind (Sturm & Orkan) verursacht. Um großflächig die Gesundheit der Vegetation zu beobachten und nach Sturmereignissen oder Schädlingsbefall einen schnellen Überblick über betroffene Waldflächen zu erhalten, kommt die Fernerkundung zum Einsatz. Mehrere Studien zeigten bereits die Anwendbarkeit der Fernerkundung zur Erkennung von Windwurfflächen (Einzmann et al., 2017; Remelgado et al., 2014; Schwarz et al., 2003; Seitz und Straub, 2017; Steinmeier et al., 2002). Die verwendeten Daten umfassen dabei auch oft kommerzielle Radarsysteme und sehr hochauflösende optische Sensoren. Da diese Daten begrenzt und nicht immer verfügbar sind, ist die Verwendung offener Daten ein bevorzugter Ansatz für Waldbesitzer sowie für Institutionen und Organisationen, aber auch für die Forschung, Bildung und Lehre. Somit sind frei verfügbare Fernerkundungsdaten mit großer räumlicher Abdeckung nützlich und notwendig für die Waldbeobachtung wie z.B. zur Erfassung von Windwurfgebieten.