View source for Use-Cases Waldmonitoring/en

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Um den Bedarf der Praxis von Anfang an zu bedienen, wurde eine Expertengruppe mit je drei Vertreter*innen von Forstbetrieben und Forstdiensten gebildet. Die folgenden drei Anwendungsfälle wurden in enger Zusammenarbeit mit den Praxispersonen ausgearbeitet: [[Special:MyLanguage/Use Case 1 - Jährliche Waldveränderungen | Use-Case 1 -  Monitoring jährlicher Waldveränderungen]], [[Special:MyLanguage/Use Case 2 - Test Sommersturmschäden 2017 | Use-Case 2 - Rasche Erfassung von Sommersturmschäden]] und [[Special:MyLanguage/Use Case 3 - Hinweiskarten zur Vitalität | Use-Case 3 - Hinweiskarten zur Vitalität  von Waldflächen]].
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'''Alle Ergebnisse und verwendeten Methoden sind im Sinne des Open Source Gedankens frei zugänglich''':
* Visualisierung der Ergebnisse in einer intuitiv bedienbaren [https://waldmonitoring.ch/ Webanwendung]
* Datenbezug in Form von [https://waldmonitoring.ch/services Geodiensten] zur Einbindung in z.B. eigene GIS-Systeme oder map.geo.admin.ch
* Veröffentlichung des gesamten [https://github.com/HAFL-FWI/Digital-Forest-Monitoring Programmier-Codes auf GitHub]
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Ergänzend dazu sind hier auf dieser Seite Hinweise zur korrekten Verwendung zu finden. Die verwendeten Rohdaten werden beschrieben und die drei Use-Cases werden im Detail vorgestellt. Dabei werden jeweils Hinweise zur Benutzung sowie Hintergrundinformationen zur Methode bereitgestellt, veranschaulicht durch Grafiken und Video-Tutorials. Zudem erfahrt ihr, wie ihr die Daten in Form von Geodiensten in QGIS einbinden könnt.
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'''Wichtig''': Die bereitgestellten Daten und Services sind bis dato ausschliesslich für Testzwecke gedacht.
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== Rohdaten ==
Im Fokus dieses Projektes lag die Nutzung von schweizweit frei verfügbaren Daten. Dafür eignen sich insbesondere die Sentinel-2-Satellitenbilder, deren Mehrwert für die Waldwirtschaft bereits aufgezeigt werden konnte ([https://meridian.allenpress.com/szf/article/169/1/26/167111/Potenzial-von-Sentinel-2-Satellitendaten-fur SZF Artikel], [https://www.planfor.ch/de/content/april-mai-2019-sentinel-2-kursreihe FOWALA Kurs]). Zusätzlich wurde die nationale Waldmaske (swissTLM3D) verwendet und es können verschiedene Hintergrundkarten (z.B. Luftbilder) dargestellt werden.
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'''Sentinel-2'''<br/>
Seit Ende 2015 sind Sentinel-2-Satellitenbilder frei erhältlich und grossflächig verfügbar. Die häufige Wiederholung der Aufnahmen (alle 2-5 Tage) in für Vegetationsanalysen wichtigen Spektralbändern bietet dabei ein grosses Potenzial für die Nutzung im Waldbereich. In einem bereits abgeschlossenen Projekt ([https://www.planfor.ch/de/content/schlussbericht-waldmonitoring-mit-sentinel-2-satellitenbildern Weber & Rosset, 2019]) konnte aufgezeigt werden, dass sich starke Waldveränderungen wie Holzschläge oder Sommersturmschäden zeitnah erfassen lassen. Auch für die Klassifizierung von Hauptbaumarten und die Beurteilung der Vitalität wurde ein grosses Potenzial festgestellt.
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Im Rahmen dieses Projektes wurden zwei unterschiedliche [[Special:MyLanguage/Grundlagen_Fernerkundung#Spektrale_Indizes|Vegetationsindizes]] zur Beurteilung des Vegetationszustandes berechnet und eingesetzt: Der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) und der NBR (Normalized Burn Ratio).
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'''Waldmaske'''<br/>
Die Waldmaske wurde aus dem topografischen Landschaftsmodell der Schweiz ([https://shop.swisstopo.admin.ch/de/products/landscape/tlm3D swissTLM3D]) abgeleitet.
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'''Hintergrundkarten'''<br/>
Als Hintergrundkarten werden die Luftbilder und Landeskarten von swisstopo, sowie das Vegetationshöhenmodell des LFI als [https://shop.swisstopo.admin.ch/de/products/geoservice/swisstopo_geoservices/WMTS_info swisstopo Geodienste] eingebunden.
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== Use Case 1 - Jährliche Waldveränderungen ==
[[Datei:uc1.png|thumb|300px]]Im Rahmen des ersten Use Cases wurde eine Methode für das '''Monitoring jährlicher Waldveränderungen''' entwickelt. Starke und flächige Waldveränderungen können mit Sentinel-2-Satellitenbildern erkannt und als jährliche Hinweiskarten angeboten werden: 
[[Special:MyLanguage/Use Case 1 - Jährliche Waldveränderungen | > ''Use Case 1 - Monitoring jährlicher Waldveränderungen (forstliche Eingriffe und andere)'']]
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== Use Case 2 - Test Sommersturmschäden 2017 ==
[[Datei:uc2.png|300px|thumb]]Im Rahmen des zweiten Use-Cases wurde eine Methode für die '''automatische Bereitstellung von schweizweiten Hinweiskarten für Sommersturmschäden''' auf Basis von Sentinel-2-Satellitenbildern entwickelt. Bis dato existiert eine Testversion für den Sommer 2017:
[[Special:MyLanguage/Use Case 2 - Test Sommersturmschäden 2017 | > ''Use Case 2 - Test Sommersturmschäden 2017'']]
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== Use Case 3 - Hinweiskarten zur Vitalität ==
[[Datei:uc3.png|thumb|300px]]Auch die Vitalität von Waldflächen kann mit Sentinel-2-Satellitenbildern grob erfasst werden. Durch den Vergleich des aktuellen Vegetationszustandes mit den Vorjahren wurden im Rahmen des dritten Use Cases '''Hinweiskarten zur Veränderung der Vitalität''' generiert:
[[Special:MyLanguage/Use Case 3 - Hinweiskarten zur Vitalität | > ''Use Case 3 - Hinweiskarten zur Vitalität'']]
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== Kartenviewer und Geodienste ==
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Für jeden Use-Case wird ein eigener Kartenviewer angeboten. Alle Kartenviewer sind über die Startseite https://waldmonitoring.ch erreichbar und weisen, je nach Use-Case, unterschiedliche Funktionalitäten auf. Sie wurden auch für die Verwendung ausserhalb des Büros konzipiert und können daher auf mobilen Geräten benutzt werden.
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Die dargestellten Karten können auch als Geodienste in eine GIS-Umgebung oder auf beispielsweise [https://map.geo.admin.ch map.geo.admin] eingebunden werden. Geodienste sind vernetzbare, raumbezogene Webservices, die Geodaten in strukturierter Form zugänglich machen. Man unterscheidet dabei folgende Typen von Geodiensten:
*'''WMS''', Web Map Service, gekachelt (tiled) als Web Map Tile Service '''WMTS'''
*'''WCS''', Web Coverage Service
*'''WFS''', Web Feature Service
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Während WMS/WMTS primär für die Visualisierung geeignet ist, erlaubt WCS für Raster- und WFS für Vektordateien den Zugriff auf die vollständigen Werte und Metadaten, und somit die Weiterverarbeitung in z.B. QGIS. Alle Services werden im sogenannten [https://epsg.io/3857 Pseudo Mercator Koordinatensystem] zur Verfügung gestellt. Auf der Kachel „[https://waldmonitoring.ch/services Geodienste]“ gibt es einfache Video-Tutorials, welche anhand von Beispielen zeigen, wie die Daten in QGIS eingebunden werden können. Zudem gibt es [[Tutorials|hier]] weitere Tipps und Informationen zur Einbindung und Weiterverarbeitung der Daten.
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Die gesamte Webapplikation ist Open Source und unter: https://github.com/HAFL-FWI/Digital-Forest-Monitoring/tree/master/webapp verfügbar. Bei Fragen oder Feedback wendet euch bitte an folgenden Kontakt: Hanskaspar Frei von KARTEN-WERK GmbH, [mailto:hkfrei@karten-werk.ch hkfrei@karten-werk.ch]
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== Einsatzbeispiele ==
Hier geht es zur Hauptseite der praktischen [[Special:MyLanguage/Einsatzbeispiele|Einsatzbeispiele]] der Use Cases.
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