Schaderfassung
FVA BW/Uhl
Wald mit Schadbäumen
Innerhalb des Themenbereichs Schaderfassung werden Waldschäden mithilfe von optischen Fernerkundungsdaten erfasst und analysiert.
Schadursachen
Die Waldschäden können eine Reihe von Ursachen haben. Zu den abiotischen Faktoren zählen unter anderem Sturmereignisse, Dürre oder Waldbrände, die durch biotische Faktoren wie z.B. Insekten- oder Pilzbefall ergänzt werden. Je nach Ursache variiert das räumliche und zeitliche Schadgeschehen. Ein Sturmwurf ereignet sich meist auf kleinerer Fläche innerhalb von wenigen Stunden. Demgegenüber kann der Borkenkäfer, ausgehend von einem kleinen Befallsherd, innerhalb mehrerer Wochen bis Monate große Waldflächen schädigen und zum Absterben ganzer Bestände führen.
Schaderfassung mit Fernerkundungsdaten
Je nach Schadgeschehen werden geeignete Fernerkundungsdaten für die Schaderfassung ausgewählt. Das können zum Beispiel multispektrale Satellitendaten aber auch flugzeuggestützte oder drohnenbasierte Luftbilder sein. Mit diesen optischen Fernerkundungsdaten können Waldschäden aus der Vogelperspektive erfasst werden. Dadurch sind vor allem die in der oberen Kronenschicht der Bäume auftretenden Schäden erkennbar.
Die Waldschäden äußern sich durch Abnahme der Baumvitalität in Form von Blattverfärbung und -verlust bis hin zum stehenden oder liegenden Totholz. In den optischen Fernerkundungsdaten werden die Schäden dann durch veränderte Spektralwerte und Oberflächenstrukturen erkannt. Dabei kommen sowohl visuell-manuelle als auch automatisierte Auswertungsverfahren zum Einsatz.
Weiterführende Informationen zur Schaderfassung sind vor allem in den Kapiteln 3 und 4 des Artikels "Möglichkeiten der satellitenbasierten Forstlichen Fernerkundung zur Unterstützung der bundesweiten Waldzustandserfassung (WZE)" (AFFEL 2023) enthalten:
Aktuelle Projekte
MoMaWTa – Entwicklung von Monitoring- und Management-Optionen für Borkenkäfer an Weißtannen
Die klimastabile Weißtanne gewinnt zunehmend an Bedeutung für den nachhaltigen Holzbau in Deutschland. Gleichzeitig stellt der zunehmende Borkenkäferbefall infolge von Klimawandel und Trockenperioden eine wachsende Herausforderung dar. Ziel des Projekts ist die Entwicklung innovativer Modelle zur Risikoeinschätzung und effektiven Bekämpfung von Borkenkäferbefall – basierend auf kombinierten Feld-, Labor- und Fernerkundungsstudien.
Ein Aufgabenbereich des Projekts befasst sich mit der Früherkennung potenziell befallener Bäume mittels multispektraler Fernerkundung über Drohnen und Satelliten. Da Veränderungen in der Baumkrone bei Weißtannen möglicherweise frühzeitig sichtbar werden, soll das Verfahren dazu beitragen, befallene Bäume zu identifizieren, bevor sich die Brut der Borkenkäfer vollständig entwickelt – ein vielversprechender Ansatz für gezieltes Management und ressourcenschonende Kontrolle.
Laufzeit: Januar 2025 - Dezember 2027
Leitung: Dr. Markus Kautz, Dr. Petra Adler, Dr. Melanie Kirchhöfer
Mitarbeitende: Paria Ettehadi, Sven Hofmann, Helge Löcken
Abgeschlossene Projekte
Digital Detect
Digital Detect war ein Unterprojekt von WaldExpert, in dem es um die Untersuchung von neuen Methoden für ein satellitenbasiertes Monitoring von Borkenkäferbefall ging. Zunächst wurde durch den Projektpartner Unique land use GmbH ein Verfahren zur Effizienzsteigerung beim Auffinden von Befallsherden des Borkenkäfers entwickelt. Nach den ersten drei Projektphasen wurde in Phase 4 eine Winterstudie durchgeführt, in der auch der Arbeitsbereich Fernerkundung der FVA beteiligt war. Die Studie wurde im Nationalpark Schwarzwald durchgeführt und beinhaltete sowohl Aufnahmen von terrestrischen Daten als auch von Fernerkundungsdaten. Für die Fernerkundungsdaten wurden Aufnahmen von einer Drohne als auch vom Flugzeug erhoben. Anschließend wurden die Daten verglichen, um die Effektivität der Erkennungsmethoden einschätzen zu können.
Das Ziel der Winterstudie war es, Befallssymptome der Fichten im Winterruhezustand zu erkennen und zu überwachen, wobei die Genauigkeit der satellitenbasierten Erfassung und die zeitnahe Identifikation befallener Bäume bestimmt werden sollte.
Laufzeit: Mai 2024 - Februar 2025
Leitung: Dr. Melanie Kirchhöfer
Mitarbeitende: Paria Ettehadi Osgouei
FraxMon - Fernerkundungsbasiertes Monitoringsystem zur Erfassung des Eschentriebsterbens
FVA BWIm Rahmen des Verbundvorhabens FraxForFuture widmeten sich Teilprojekte im Unterverbund FraxMon dem Ziel, ein fernerkundungsbasiertes Monitoringsystem zur Erfassung des Eschentriebsterbens zu entwickeln.
Laufzeit: Dezember 2020 - Januar 2024
Leitung: Dr. Petra Adler
Mitarbeitende: Dr. Melanie Kirchhöfer, Valentina Gacitua
FNEWs - Fernerkundungsbasiertes Nationales Erfassungssystem für Waldschäden
Im Projekt FNEWs wurde ein Monitoringsystem aufgebaut, welches eine automatisierte und bundesweit einheitliche Erkennung von Waldschäden ermöglicht. Zeitnahe Erkennung und jährliche Berichte zu Schadereignissen werden auf Basis von Sentinel-2 Daten erstellt. Die ausführliche Validierung der Ergebnisse war ein zentraler Aspekt dieses Projektes. Die Kooperation umfasste mehrere Forschungsinstitute aus verschiedenen Bundesländern, sowie Partner in Österreich und der Schweiz. Ein Folgeprojekt am Thünen-Institut beschäftigt sich nun mit der Bereitstellung der Daten auf deutschlandweiter Ebene.
Laufzeit: Oktober 2020 - Dezember 2023
Leitung: Dr. Petra Adler
Mitarbeitende: Philipp Eisnecker, Andreas Uhl
F-Dis - Fernerkundungsbasierte Waldschadenskarten
Im Projekt F-Dis wurde auf Basis von Sentinel-2 Satellitendaten ein Workflow zur Erkennung von Schad- und Freiflächen im Südschwarzwald entwickelt. Diese Kartierung fokussiert sich auf die Erfassung flächiger Schäden, ausgelöst durch Borkenkäferbefall im Nadelholz.
In den strukturreichen Nadel-Laubmischwälder der Oberrheinebene treten hingegen vor allem Kiefernkomplex- und Buchentrockenschäden auf. Für die Erkennung dieser kleinteiligeren Schäden wurde ein separater Workflow auf Basis hochauflösender WorldView-2 Satellitendaten entwickelt.
Die Ergebnisse können Waldbewirtschaftenden helfen, Schadflächen zu identifizieren und unterstützen das forstliche Schadmanagement.
Laufzeit: August 2020 - Juni 2022 (verlängert bis Dezember 2023)
Leitung: Dr. Petra Adler
Mitarbeitende: Hannah Kniep, Lea Landes, Andreas Uhl, Lisa Ganter