Stehendes Totholz
FVA BW / Katarzyna Zielewska-Büttner
Stehendes Totholz in Bergmischwald (Foto: Zielewska-Büttner)
Als ein wichtiger Baustein in dem Katalog der biodiversitätsrelevanten Waldstrukturen wurde in den Jahren 2019-2020 eine Methode zur automatisierten Erfassung von stehendem Totholz aus digitalen Luftbilddaten entwickelt und 2023-2024 auf neue Inputdaten optimiert.
Die Methode zielt darauf ab, das stehende Totholz mit einer Höhe von mehr als 5 m im Wald flächig zu erfassen. Als Eingangsdaten werden digitale Orthophotos und Vegetationshöhenmodelle in einer Auflösung von 0,5m eingesetzt.
Methode
Abbildung: Ergebnisse der Totholzkartierung aus Luftbilddaten 2015-2016, FVA. Zielewska-Büttner
Das stehende Totholz wird in einem hybriden hierarchischen Verfahren mit pixel- und objektbasierten Ansätzen automatisiert klassifiziert. Zur spektralen und strukturellen Analyse des Bildmaterials und seinen Inhalten werden Random Forest sowie selbst entwickelte Algorithmen eingesetzt. Die methodischen Details sind in dem Artikel von Zielewska-Büttner et. al (2024, 2020) beschrieben (Siehe Literaturliste unten).
Die als Totholz klassifizierten Pixel der projizierten Kronenflächen von abgestorbenen Bäumen werden im letzten Schritt zusammengefasst und für die vereinfachte Darstellung in Polygone umgewandelt. Die Größe der Totholzpolygone liefert einen Hinweis auf das Zersetzungsstadium der abgestorbenen Bäume wie exemplarisch in der Abbildung 3 dargestellt ist (je größer die Kronen, desto frischer das Totholz).
Ergebnisse
Ein aktueller Schwerpunkt der Totholzkartierung liegt in den nadelholzreichen Bereichen des Landes Baden-Württemberg. Das stehende Totholz wird für zwei regionalen Einheiten, Schwarzwald und Baar-Wutach, kartiert. Die Ergebnisse für die Zeitreihen 2015-2017, 2018-2020 und 2021 liegen in Polygonformat (Entsprechend einer Auflösung von 0,5m) und als prozentuelle Aggregierung in 10x10m Grid vor und können auf Anfrage (Polygonformat) zur Verfügung gestellt oder per Webdienst (10x10m Grid) verknüpft werden.
Anwendungen
Die Information bzgl. des Vorkommens von stehendem Totholz kann für die Evaluierung der Habitatnutzung durch bestimmte, an das Totholz gebundene, Waldarten ausschlaggebend sein. Im Arbeitsbereich Waldschutzgebiete und Biodiversität werden die Totholzlayer für die Habitatmodellierung in vielen biodiversitätsrelevanten Projekten eingesetzt.
Darüber hinaus kann das erfasste Totholz als Indikator bei vielen anderen Fragestellungen, wie die Walddynamik in Waldschutzgebieten und sonstigen Waldbeständen, Evaluierung des Alt und Totholz-Konzeptes oder Indikation von potentiellen Ausbruchsstellen für die Borkenkäfervermehrung herangezogen werden.
Weiterführende Literatur
Zielewska-Büttner, K., Kromer, J, Ganz, S., Adler, P. und Braunisch, V. (2024): Vegetation Height Model settings and Higher Spatial Data Resolution Improve Deadwood Detection from Aerial Imagery. 44. Wissenschaftlich-Technische Jahrestagung der DGPF in Remagen – Publikationen der DGPF, Band 32, 2024.
Zielewska-Büttner, K.; Adler, P.; Kolbe, S.; Beck, R.; Ganter, L.; Koch, B.; Braunisch, V. (2020): Detection of Standing Deadwood from Aerial Imagery Products: Two Methods for Addressing the Bare Ground Misclassification Issue. Forests 2020, 11, 801.
Mitwirkende: Katarzyna Zielewska-Büttner, Selina Ganz, Petra Adler, Veronika Braunisch
Ehemalige Mitwirkende: Johannes Brändle, Sven Kolbe, Ruben Beck, Lisa Maria Ganter
Methodische Zusammenarbeit: Arbeitsbereich Fernerkundung (Abteilung Biometrie und Informatik)
Datenbereitstellung: Projekt MoBiTools (Link zum Video "Waldstrukturkarten für geschützte Arten")
Weitere Informationen
Vortrag: "Wo steht Totholz im Schwarzwald"