Cas d’usage : monitoring des forêts
Un groupe d’experts constitué respectivement de trois représentants et représentantes d’exploitations forestières et de services forestiers a été formé pour répondre d’emblée aux besoins de la pratique. Les trois cas d’usage suivants ont été élaborés en étroite collaboration avec les représentants de la pratique : Case d’usage 1 - Monitoring de l’évolution annuelle des forêts, cas d’usage 2 - Inventaire rapide des dégâts de tempêtes estivales et cas d’usage 3 - Cartes indicatrices de la vitalité des surfaces forestières.
Alle Ergebnisse und verwendeten Methoden sind im Sinne des Open Source Gedankens frei zugänglich:
- Visualisierung der Ergebnisse in einer intuitiv bedienbaren Webanwendung
- Datenbezug in Form von Geodiensten zur Einbindung in z.B. eigene GIS-Systeme oder map.geo.admin.ch
- Veröffentlichung des gesamten Programmier-Codes auf GitHub
En complément figurent ici des indications pour les utiliser correctement. Les données brutes utilisées sont décrites et les trois cas d’usage sont présentés en détail. Vous trouverez des informations générales sur la méthode et des précisions sur son utilisation, illustrées par des graphiques et des tutoriels vidéo. Vous apprendrez également comment intégrer les données dans QGIS sous forme de géoservices.
Important: les données et services sont jusqu’ici exclusivement destinés à des tests.
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 (SZF Artikel, FOWALA Kurs). Zusätzlich wurde die nationale Waldmaske (swissTLM3D) verwendet und es können verschiedene Hintergrundkarten (z.B. Luftbilder) dargestellt werden.
Sentinel-2
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 (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.
Deux indices de végétation ont été calculés et employés dans le cadre de ce projet pour évaluer l’état de la végétation : le NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) et le NBR (Normalized Burn Ratio).
Waldmaske
Die Waldmaske wurde aus dem topografischen Landschaftsmodell der Schweiz (swissTLM3D) abgeleitet.
Hintergrundkarten
Als Hintergrundkarten werden die Luftbilder und Landeskarten von swisstopo, sowie das Vegetationshöhenmodell des LFI als swisstopo Geodienste eingebunden.
Use Case 1 - Jährliche Waldveränderungen
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:
> Use Case 1 - Monitoring jährlicher Waldveränderungen (forstliche Eingriffe und andere)
Use Case 2 - Test Sommersturmschäden 2017
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:
Use Case 3 - Hinweiskarten zur Vitalität
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:
Kartenviewer und Geodienste
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.
Die dargestellten Karten können auch als Geodienste in eine GIS-Umgebung oder auf beispielsweise 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
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 Pseudo Mercator Koordinatensystem zur Verfügung gestellt. Auf der Kachel „Geodienste“ gibt es einfache Video-Tutorials, welche anhand von Beispielen zeigen, wie die Daten in QGIS eingebunden werden können. Zudem gibt es hier weitere Tipps und Informationen zur Einbindung und Weiterverarbeitung der Daten.
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, hkfrei@karten-werk.ch
Einsatzbeispiele
Hier geht es zur Hauptseite der praktischen Einsatzbeispiele der Use Cases.
