Grundlagen Fernerkundung

Der Begriff Fernerkundung bezeichnet die Gesamtheit der Verfahren zur Gewinnung von Informationen über die Erdoberfläche oder andere nicht direkt zugängliche Objekte durch Messung und Interpretation der von ihnen ausgehenden oder reflektierten elektromagnetischen oder Schallwellen.

Fernerkundung wird im Waldbereich zur Kartierung, Modellierung und für das Monitoring von Waldkomposition, -struktur und -dynamik eingesetzt und stellt wertvolle Grundlagen für die Waldplanung und das Waldmanagement bereit. Die Datengewinnung findet mittels Sensoren statt, die von Satelliten, Flugzeugen, Helikoptern oder Drohnen getragen werden. Dabei spielen die verschiedenen Fernerkundungsplattformen, Aufnahmesysteme und Sensoren sowie die eingesetzten Analysemethoden eine zentrale Rolle.

Sensoren

Was ist "Fernerkundung"? Wie erkunden wir aus der Ferne:

Es wird zwischen aktiven und passiven Systemen unterschieden, wobei die passiven Systeme die reflektierte Sonnenstrahlung aufzeichnen, die aktiven Systeme dagegen selbst Mikrowellen- oder Laserstrahlen aussenden. Aktive Systeme wie LiDAR (Light Detection and Ranging) und Radar (Radio Detection and Ranging) sind grösstenteils unabhängig von Wetter und Sonnenstand, wobei passive Systeme (optische Sensoren) stark witterungsabhängig sind. Mit den beiden Aufnahmesystemen können sehr unterschiedliche Informationen über den Wald erhoben werden. So liefern z.B. LiDAR-Daten detaillierte Informationen über die Vegetationshöhe, eignen sich aber nicht für Spektralanalysen (Blattfarbe, Vitalität etc.). Bei den passiven Systemen wird zwischen multispektralen (mehrere Bänder) und hyperspektralen Sensoren (mehrere hundert Bänder) unterschieden. Die verschiedenen spektralen Bereiche, z.B. Infrarot, liefern für Vegetationsanalysen wertvolle Informationen. Typischerweise werden multispektrale Sensoren mit 4 bis 13 Kanälen verwendet, wie dies bei diversen Luft- und Satellitenbildern (swissimage, Landsat, Sentinel-2) der Fall ist.

• Satelliten
• Drohne
• LiDAR
• Radar

Fernerkundungsprodukte

Was produziert Fernerkundung?

• Luftbilder
  • Orthofotos
• Satellitendaten
  • Vegetationsindices aus Spektralbändern
• Punktwolken / 3D Modelle
  • Ditigale Höhenmodelle (DSM, DTM, VHM)
• Radar

Fernerkundung in der Waldwirtschaft

Einsatzgebiete, Was bringt mir Fernerkundung?

• Monitoring und Modellierung
  • Wissenschaft: z.B. Entwicklung im Kontext von Klimawandel
  • Wirtschaft: Bestandsentwicklung, Zunahme von Nutzholz, ...
• Inventur und Statistiken
  • Bestandsaufnahme
• Katastrophenschutz (Waldbrände, Erosion/Lawinen, ...)
• Totholzerkennung
• Waldstruktur

Datenverarbeitung

mit welchen Methoden arbeitet die Fernerkundung?

• TOOLS

• visuelle Überprüfung
• Machine Learning / Modellierung
• spektrale Indizes