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Vollständiges Baumkataster

Das Ziel der TreeDetect-Dienstleistung „Vollständiges Baumkataster“ (Complete tree inventory) ist es, alle Bäume in dem markierten Gebiet auf Basis der hochgeladenen LiDAR- oder Photogrammetriedaten einzeln zu identifizieren und zu messen.
Das System liefert für jeden Baum genaue, mit Koordinaten versehene Messdaten und ermöglicht so sowohl Analysen auf Bestandesebene als auch auf Ebene des einzelnen Baumes.

⚠️ Achtung!
Bei der photogrammetrischen Verarbeitung kann ein vollständiges Baumkataster nur im unbelaubten Zustand präzise erstellt werden. In der Laubzeit verdeckt die Kronenschicht die Stämme, was eine genaue Bestimmung des Brusthöhendurchmessers (BHD) verhindert. Bei einer LiDAR-Vermessung (je nach Sensor) sind jedoch auch im belaubten Zustand genaue Messungen möglich.

Vollständiges Baumkataster

Funktionsweise und Datenquellen​

Die Erstellung des Baumkatasters ist aus zwei Arten von Datenquellen möglich:

  • LiDAR-basierte Verarbeitung:
    Die Software identifiziert die Bäume aus der Punktwolke und misst deren Parameter.

  • Photogrammetrische Verarbeitung:
    Das System generiert aus den Drohnenaufnahmen zunächst eine 3D-Punktwolke und identifiziert dann auf die gleiche Weise die Bäume und deren Parameter.

Was misst das System?​

TreeDetect führt für jeden erkannten Baum automatisch die wichtigsten forstlichen Messungen und Identifikationen durch:

Gemessener ParameterBedeutung
TreeIDEindeutige Kennung für jeden Baum
X-, Y-KoordinateGeografische Position des Baums (im WGS84-System)
Anpassungsfehler (Error)Bei der Durchmesserermittlung die durchschnittliche Abweichung gemessen am angepassten (idealisierten) Stamm
Höhe (H)Gesamthöhe des Baumes vom Boden aus gemessen
Brusthöhendurchmesser (D1.3 / BHD)Der Durchmesser des Stammes in 1,3 m Höhe
KronendurchmesserDurchmesser der Baumkrone
Volumen (Volume)Das gesamte Bruttoholzvolumen des Baums (mit wählbarer Berechnungsmethode)
Grundfläche (Basal area)Die aus dem Brusthöhendurchmesser berechnete Kreisflächengröße
Baumart (Species)Die im Projekt angegebene Baumart (basierend auf der Benutzereingabe)
Flächengröße (Area)Größe der verarbeiteten Fläche in Hektar
Anzahl erkannter BäumeDie in dem jeweiligen Projekt identifizierte Stammzahl

Methoden der Volumenberechnung​

Die Berechnung des Volumens erfolgt basierend auf der ausgewählten Baumart und der gewählten Methode:

  • Sopp-Volumentabelle: In Ungarn weit verbreitete, baumartspezifische empirische Methode.
  • Schumacher-Hall-Gleichung: Regressionsbasiertes Modell basierend auf Höhe und Durchmesser.
  • Formzahlmethode (Alakfaktor): Berechnet das Volumen aus dem Produkt von Durchmesser und Höhe unter Verwendung eines Formfaktors.
  • Allometrische Methode: Ökologischer Ansatz, der auf der Beziehung zwischen Durchmesser und Höhe basiert.
  • Schnittweise Stamm-Zylinderanpassung an die Punktwolke (Sequential log fitting): Unterteilt den Baumstamm in Abschnitte und führt für jeden eine Zylinderanpassung (Fit) durch, um das Volumen genau zu bestimmen.
  • Nur Bestimmung von Höhe und Durchmesser: Vereinfachte Verarbeitung, bei der keine Volumenberechnung stattfindet.

Auf der Upload-Oberfläche des Projekts kann ausgewählt werden, welche Formel zur Berechnung der Holzmenge angewendet werden soll.

Output und Visualisierungen​

Nach der Katasterverarbeitung stellt das System die Ergebnisse auf mehreren Ebenen dar, sowohl in Daten- als auch in visueller Form.
Alle Daten sind automatisch mit der kartografischen und grafischen Darstellung verknüpft, sodass das Projekt in einer übersichtlichen, interaktiven Form analysiert werden kann.

Zusammenfassende Indikatoren​

In der Projektzusammenfassung werden die folgenden Schlüsselwerte angezeigt:

  • Stammzahl
  • Anzahl gemessener Bäume
  • Gesamtes Bruttovolumen
  • Durchschnittshöhe
  • Durchschnittlicher Durchmesser
  • Durchschnittlicher Kronendurchmesser
  • Gesamtgrundfläche
  • Parameter auf die Fläche hochgerechnet (pro Hektar)

Heatmaps und Diagramme​

Das System erstellt automatisch mehrere visuelle Analysen:

  • Baumhöhen-Heatmap
  • Stammdurchmesser-Heatmap
  • Kronendurchmesser-Heatmap
  • Baumhöhen-Verteilungsdiagramm
  • Stammdurchmesser-Verteilungsdiagramm
  • Diagramm zur Beziehung (Korrelation) zwischen Höhe und Durchmesser (Anzeige von Durchschnitts- und Medianwerten in interaktiver Ansicht)

Alle Diagramme sind interaktiv und zoombar.

Interaktive Karten​

Auf der Berichtsseite wird der Standort der Bäume als Punkte auf der Karte angezeigt.
Ein Klick auf einen Baum zeigt dessen Hauptparameter:

  • Höhe
  • Durchmesser
  • Kronendurchmesser
  • Volumen
  • Grundfläche

Umschaltbare Hintergrundebenen auf der Karte:

  • DGM (Digitales Geländemodell)
  • CHM (Kronenhöhenmodell)
  • Orthofoto (bei Photogrammetrie-Projekten)

Jedes Raster kann auch als .tiff-Datei heruntergeladen werden.

Tabellarische Daten​

Als Ergebnis der Verarbeitung wird eine detaillierte Datentabelle (Bericht) generiert, die über jeden einzelnen Baum folgende Informationen enthält:

  • TreeID (eindeutige Kennung)
  • X-, Y-Koordinaten
  • Anpassungsfehler (Error)
  • Höhe (H)
  • Brusthöhendurchmesser (D₁.₃)
  • Kronendurchmesser
  • Bruttovolumen (Volume)
  • Grundfläche (Basal area)
  • Baumart (Species)
  • Flächengröße (Area)
  • Anzahl erkannter Bäume

Die Datentabelle kann im .xlsx-Format heruntergeladen werden und über die GeoJSON-Ausgabe auch in GIS-Software (z. B. QGIS) importiert werden.

ℹ️ Maßeinheiten
Das System unterstützt sowohl metrische (Meter, Zentimeter, Hektar) als auch imperiale (Fuß, Zoll, Acre) Maßeinheiten. Diese werden je nach Einstellung bei der Anzeige automatisch angewendet.

LiDAR Demo-Projekt Photogrammetrie Demo-Projekt

✅ Vorteil:
Das vollständige Baumkataster ist die umfassendste Dienstleistung von TreeDetect und bietet individuell identifizierbare, räumlich verortete und gemessene Bäume.