4DForM-at

Ausgangssituation / Motivation

Der globale Wandel führt zu veränderten ökologischen, politischen und ökonomischen Rahmenbedingungen, die ein angepasstes Management von Waldbeständen als natürliche Schlüsselressource erfordern.

Sowohl steigender Marktdruck, als auch sich erhöhende Umweltrisiken führen dabei zu einer erhöhten Nachfrage nach detaillierten Waldinformationen für ein zielorientiertes Forstmanagement zur Kosten- und Risikominimierung.

Derartige Information können durch die traditionelle Forstinventur nur punktuell und damit nur im begrenzten Maße bereitgestellt werden. Obwohl beispielsweise Bodenfeuchte unter Wald ein wichtiger Schlüsselparameter für das Verständnis der Robustheit von Beständen ist, sind entsprechende Informationen nur für 10 bis 15 Standorte in ganz Österreich verfügbar, was den flächendeckenden Ansprüchen einer optimierten Bewirtschaftung nicht gerecht wird.

Einen weiteren Schlüsselparameter stellt die Artenzusammensetzung eines Bestandes dar, welche Toleranzspektren gegenüber Umweltrisiken wie beispielsweise Schädlingsbefällen definiert.

Inhalte und Zielsetzungen

Das Ziel des Projektes 4DForM-at ist die Entwicklung von flächendeckend anwendbaren Kartierungsprodukten für Bodenfeuchtebedingungen unter Wald unter Berücksichtigung von Baumartenzusammensetzungen.

Methodische Vorgehensweise

Für die Kartierungsprodukte wird Mikrowellen Fernerkundung (Sentinel-1) mit multispektraler Fernerkundung (Sentinel-2) kombiniert und dabei zusätzlich hochauflösende Digitale Oberflächenmodelle (flugzeuggestütztes Laserscanning und Photogrammetrie) für die Ableitung von homogenen Wald-topographischen Einheiten integriert.

Letztere werden eine innovative, objektorientierte Analyse von homogenen Waldeinheiten zulassen und erlauben, die Waldstruktur und Topographie in Beziehung zu Feuchtebedingungen und Artenzusammensetzungen zu setzen. Die räumlichen Einheiten werden mit einem Segmentierungsansatz generiert, der sich auf Waldstruktur- und morphometrische Maße des Geländes stütz.

In der Bodenfeuchtekartierung wird die Aggregierung von Sentinel-1 RADAR Daten auf Basis der Wald-topographischen Einheiten eine Innovation darstellen und die Untersuchung von Zusammenhängen zwischen Überschirmungsgraden und der Stärke des abgeleiteten Feuchtesignals zulassen.

Erwartete Ergebnisse

In der Artenkartierung wird die Ableitung von multitemporalen Signaturen auf Basis von Wald-topographischen Einheiten ebenso eine Neuerung darstellen, wie die Verwendung von Radiative-Transfer-Modellierung (RTM) für Signalentmischungsexperimente. Hierfür wird ein innovatives Rekonstruktionsverfahren für selektierte Standorte zum Einsatz kommen und mit einem Monitoring von Kronendichten und Oberflächenreflektanzen im Jahresgang kombiniert.

Neben der Verwaltung der Sentinel-1 und 2 Daten, wird das Projekt auf ein Netzwerk von in-situ Referenzstandorten der Österreichische Waldinventur (ÖWI) aufbauen, wo detaillierte waldstrukturelle und Feuchteinformationen vorhanden sind.

Projektleitung

Österreichische Akademie der Wissenschaften

Projektpartner:innen

• Österreichisches Forschungszentrum für Wälder
• TU Wien, Abteilung für Geodäsie und Geoinformation

Österreichische Akademie der Wissenschaften
Dr. Martin Rutzinger
Technikerstr. 21a
Otto Hittmair-Platz 1, ICT,
A-6020 Innsbruck