Kombination von GIS, Simulation und 3D-Visualisierung zur Darstellung von Waldstrukturen und Waldstrukturentwicklungen : Instrument für die „erweiterte“ forstliche Planung
Das forstbetriebliche Handeln findet zunehmend unter großer Anteilnahme von gesellschaftlichen Anspruchsgruppen (amtlicher Naturschutz, nichtamtlicher Naturschutz, Gemeindevertreter, Holzindustrie usw.) statt. Eine realitätsnahe 3D-Visualisierung von Waldbeständen mit ihrer Struktur sowie Dynamik unter Verfolgung verschiedenster alternativer Waldnutzungskonzepte könnte dabei helfen, die interessierte Öffentlichkeit zu bilden oder in die forstlichen Planungen partizipativ einzubeziehen. Ziel der vorliegenden Arbeit ist es, zu prüfen, inwieweit die (3D-)Visualisierung von Waldstrukturen und Waldstrukturentwicklungen in ein Geografisches Informationssystem (GIS) integriert werden kann. Dabei sollen die Ansprüche berücksichtigt werden, die sich aus der erweiterten forstlichen Praxis ergeben. Dazu gehören sowohl Anwendungsaspekte der internen forstlichen Planung als auch der eingangs genannten waldbezogenen Umweltbildung und der forstlichen partizipativen Planung. Die 3D-Darstellungen sollen sowohl auf Abteilungs-(Distrikt-)Ebene als auch in Landschaftsausschnitten möglich sein. Das Ergebnis soll nicht den Anspruch erheben, die tatsächliche Waldentwicklung zu prognostizieren, sondern über die Modelldarstellung als Medium zur Kommunikation über Szenarien und Problemfelder zu agieren. Es wurde ein hochintegrierter GIS-Ansatz erarbeitet, der durch Nutzung und Aufbereitung typischer forstlicher Daten den IST-Zustand der Waldstrukturen erfasst und deren Entwicklung von dieser Datenbasis ausgehend prognostiziert und in einem dreidimensionalen Raum darstellt. Dazu wird an das GIS ArcView 8.3 der Waldwachstumssimulator SILVA 2.2 gekoppelt. Die hierzu notwendige Schnittstelle erlaubt sowohl die Steuerung von SILVA aus dem GIS heraus als auch die Rückführung der SILVA-Prognoseergebnisse in das GIS. Die Art der Visualisierung der rückgeführten Prognoseergebnisse richtet sich nach Kriterien, die sich aus den jeweiligen Anwendungszwecken ableiten. Es zeigt sich hierbei, dass mit der GIS-internen Visualisierung zum gegenwärtigen Zeitpunkt (noch) nicht ganz die Bildqualität und Performance externer, auf die 3D-Visualisierung optimierter Programme erreichbar ist. Um diesen Vergleich direkt ziehen zu können, wurde eine Schnittstelle für die GIS-externe Visualisierung in ENVIRO programmiert. Der Vergleich ergab, dass der Hauptunterschied in der Geschwindigkeit der renderengine besteht. Die Langsamkeit der GIS-internen Lösung steht allerdings dem Vorteil gegenüber, hier interaktiv die abgebildeten Geo-Daten beeinflussen und analysieren zu können. Aus ähnlichen Gründen sind die existierenden Lösungsansätze im forstlichen 3D-Visualisierungsbereich auf „GIS-externe“ Module gestützt. Es hat sich jedoch herausgestellt, dass die GIS-Software in Bezug auf 3D-Visualisierung in den letzten Jahren derartige Fortschritte gemacht hat, dass sie auf die speziellen forstlichen Anforderungen der 3D-Visualisierung von Waldstrukturen und ihrer Entwicklung angepasst werden kann. Die in Computerkreisen für die nächsten Jahre angekündigte bis zu 60fache Leistungssteigerung von Rechnerprozessoren lässt weiterhin die Vermutung zu, dass auch die jetzigen Performanceprobleme bei hochdetaillierten Baumdarstellungen keine große Rolle mehr spielen werden. Der hier vorgestellte Ansatz ist vielversprechend, da er nicht nur jetzt schon die verschiedenen an ihn gestellten Ansprüche erfüllt, sondern auch an die genannten Entwicklungen angepasst werden kann. Damit könnte in Zukunft die derzeitige Kompromisslösung in puncto Realitätsnähe deutlich ausgebaut werden.
GIS, SILVA 2.2, Waldwachstumssimulation, Landschaftsvisualisierung, Waldstrukturentwicklung, forest landscape, visualisation, simulation
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