Wie kann die Holzbereitstellung optimiert werden?
Aktuelle Themen der Rundholzvermessung – das Projekt HoBeOpt
Laservermessung eines Stamms; zusätzlich Messgerät zur händischen Vermessung von Holz (rechts) / Foto: FVA
Im Zuge der Bereitstellung von Holz nehmen dessen Vermessung und die jeweiligen Maßermittlungsverfahren als Basis für die Preisbildung eine hohe wirtschaftliche Bedeutung ein. Die geernteten Rundholzmengen werden entlang der Prozesskette in der Regel an verschiedenen Schnittstellen erfasst, an denen mit mehreren Messverfahren teilweise unterschiedliche Zielgrößen ermittelt werden. In Kombination mit Informations- und Medienbrüchen, Konvertierungen an Systemschnittstellen und einer zum Teil mit Unsicherheiten behafteten Zuordnung von einzelnen Holzlieferungen zu bereitgestellten Holzpoltern im Wald, führt dies nicht nur zu Ungenauigkeiten auf der Daten- und Informationsebene. Auch Misstrauen zwischen den Akteuren, sowie fehlende Akzeptanz bezüglich der Mengeninformationen zwischen Prozessbeteiligten und Vertragspartnern in der Branche können eine Folge sein.
Ziel des Verbundprojekts HoBeOpt
Ziel des Verbundprojektes HoBeOpt ist es, die vorhandenen Wissenslücken innerhalb von Verkaufs- und Einkaufsprozessen der rohholzbereitstellenden und -verarbeitenden Industrie zu schließen, zur Synchronisation der bislang zersplitterten Informations- und Datenlandschaft bezüglich der Rohholzbeschreibung beizutragen und Lösungen vorzuschlagen, die in die Praxis umsetzbar und zum Nutzen aller Akteure der Logistikkette sind.
Neben der Abteilung Waldnutzung an der FVA sind an dem durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe geförderten Projekt das Fraunhofer IFF Magdeburg, die Hochschule für Nachhaltige Entwicklung Eberswalde (HNEE), die Arbeitsgemeinschaft Rohholzverbraucher e.V. (AGR) und das Kuratorium für Waldarbeit und Forsttechnik e.V. (KWF) beteiligt.
Durch die FVA werden innerhalb des Projektes insbesondere zwei Themenfelder bearbeitet:
- Zum einen steht die Bewertung von Maßermittlungsverfahren hinsichtlich Genauigkeit und Praxistauglichkeit im Vordergrund.
- Des Weiteren soll eine wissenschaftliche Überprüfung der derzeit in der Rahmenvereinbarung Werksvermessung beschriebenen Verfahren zur Krümmungsermittlung erfolgen.
Bewertung von Maßermittlungsverfahren
Neben einer umfangreichen Literaturrecherche und der Prüfung der rechtlichen Voraussetzungen (Regelungen der Physikalisch Technischen Bundesanstalt) zum Thema Rundholzvermessung sollen alle derzeitig in der Forstpraxis angewendeten Messverfahren zur Volumenermittlung anhand eines Versuches direkt miteinander verglichen werden. Ziel ist es,
- das Vollerntermaß,
- zwei fotooptische Verfahren,
- das Sektionsraummaß,
- das Stirnflächenverfahren,
- die manuelle Vermessung sowie
- das Werkseingangsmaß
anhand einer belastbaren Menge Rundholz (100 Fm. o.R. Fi-Frischholz 2a-3b) einzelstammweise und summarisch untereinander und mit einem Referenzmaß zu vergleichen.
Über eine genaue Kennzeichnung der Stämme während der Aufarbeitung und im Sägewerk wird (wahrscheinlich in diesem Umfang erstmalig) ein einzelstammweiser Vergleich des Vollerntermaßes, der manuellen Vermessung, sowie der Werksvermessung untereinander und aufgrund der hohen Genauigkeit der Lasermessung an der FVA (> 300.000 Punkte/5m-Abschnitt) auch mit einem "tatsächlichen" Referenzvolumen möglich sein. Die Umsetzung des Versuchs startet in Zusammenarbeit mit der ForstBW AÖR im Frühjahr 2021.
Wissenschaftliche Überprüfung der Krümmungsmessung im Sägewerk
In Deutschland regelt die DFWR/VDS-Rahmenvereinbarung [Version 2005-01-14] seit 2005 als privatrechtliche Vertragsgrundlage die Werksvermessung von Stammholz. Für die Krümmungsermittlung stehen laut dieser Vereinbarung "bis zum Vorliegen ausreichender Praxiserfahrungen" zwei zulässige Verfahrensvarianten zur Verfügung. Für eine dieser Varianten sollte durch den Arbeitskreis Werksvermessung bis zum 31.06.2006 eigentlich eine Empfehlung ausgesprochen worden sein, auf dessen Basis das "bessere" Verfahren endgültig in die Rahmenvereinbarung aufgenommen werden sollte. Bis heute sind allerdings beide Verfahren bei Neuzulassungen von Vermessungsanlagen möglich, eine umfassende Analyse der beiden Berechnungsvarianten (und ggf. zusätzlicher Methoden) ist bislang in Deutschland nicht erfolgt. Diese Überprüfung sowie die Entwicklung, Programmierung und Validierung weiterer Algorithmen für die automatische Krümmungsermittlung an Rundholz findet derzeit an der FVA in Freiburg statt.
Es wurden bisher sowohl ein Algorithmus für die Berechnung des Krümmungswertes nach Variante 1 RVWV (Konturverfahren), ein Algorithmus zur Berechnung der Variante 2 nach RVWV (Segmentverfahren), zwei neue Algorithmen zur Berechnung der Krümmung nach Mittellinienverfahren und ein Algorithmus auf Grundlage der mathematischen Krümmungsdefinition entwickelt und anhand von insgesamt 269 auf der 3D-Laseranlage der FVA vermessenen Stämmen überprüft.
Die bisherigen Ergebnisse weisen bereits auf eine deutlich geringere Fehleranfälligkeit des Mittellinienverfahrens (bisher in der RVWV nicht angedacht) hin und legen die derzeitig noch vorhandenen Schwächen des Segmentverfahrens offen. Durch die Entwicklung einer web-app können die Berechnungsmethoden sowohl visuell, als auch quantitativ an jedem Einzelstamm miteinander verglichen werden.
Schematische Darstellung der derzeitigen Krümmungsermittlung im Werk. Zu sehen sind links die beiden grundsätzlichen Herangehensweisen zur Krümmungsermittlung (Konturverfahren in lila, Mittellinienverfahren in rot), sowie rechts das Segmentverfahren als Spezialfall des Mittellinien-Ansatzes.
Ziel ist es, durch diese Analyse die wissenschaftliche Grundlage für eine Weiterentwicklung der Krümmungsalgorithmen bzw. für die Implementierung einer neuen Berechnungsmethode zu legen und eine Empfehlung für die zukünftige Berechnung der Krümmung an Rundholz zu unterbreiten. Zusätzlich wurde bereits damit begonnen, mittels Maschine-Learning-Algorithmen eine automatische Zuordnung von verschiedenen Krümmungstypen zu ermöglichen.