Foto-optische Erfassung der Dimension von Nadelrundholzabschnitten unter Einsatz digitaler, bildverarbeitender Methoden
Die traditionelle einzelabschnittsweise Dimensionsermittlung von Rundholzabschnitten durch einfache Handmessverfahren im Wald ist fehleranfällig, zeit- und kostenaufwendig. Im letzten Jahrzehnt hat sich deshalb die Vermessung von Sägeholzmassensortimenten (schwache bis mittelstarke Nadelrundholzabschnitte in Standardlängen) zunehmend vom Bestand zur Holzindustrie verlagert und wird dort durch eine opto-elektronische Werkeingangsvermessung ergänzt bzw. ersetzt. Abweichungen zwischen dem forstseitigen und dem werksseitigen erhobenen Maß ergeben sich dabei nicht nur aufgrund der unterschiedlichen Vermessungsverfahren sondern auch durch Vermischungen, Verwechslungen oder unvollständige Abfuhr von bereitgestellten Holzmengen. Ziel dieser Untersuchung ist es, ein Vermessungsverfahren auf Basis optischer, bildgebender Technologien in Verbindung mit computergestützten Auswertungsverfahren zu entwickeln. Das Verfahren sollte möglichst mobil einsetzbar sein, und sich als waldnahes Kontrollmaß und als Instrument für Dispositionszwecke eignen. Die Anforderungen an ein derartiges Mess- und Dokumentationsverfahren bestehen in der rationellen, hinreichend genauen und reproduzierbaren Ermittlung der Stückzahl, der Durchmesserverteilung und der Volumina von Nadelrundholzabschnitten, die in Poltern am Bestandesrand und als Transporteinheiten auf dem Lkw gelagert sind. In umfangreichen Praxisversuchen wurden Fichten-Rundholzabschnitte der Abschnittslänge fünf und sechs Meter, die in Poltern an der Waldstraße gelagert waren, in einem Aufnahmeabstand von 10 m mit einer Digitalkamera fotografiert. Weiterhin wurden dieselben Abschnitte auf Transport-Lkws verladen und als Ladungen auf den Transport-Lkws fotografiert. Die Polter und Lkw-Ladungen enthielten insgesamt 1138 Fichten-Rundholzabschnitte, an denen mindestens eine der beiden sichtbaren Stirnflächen erfasst wurde. Aus den angefertigten Fotos wurden die Anzahl der Abschnitte gezählt und die einzelnen Abschnittsstirnflächen mit einer im Rahmen dieser Arbeit entwickelten Bildauswertungsroutine computergestützt berechnet. Die fotografierten Abschnitte wurden zusätzlich innerhalb der Holzbereitstellungskette manuell (Kluppe), mechanisch-hydraulisch (Harvester) und opto-elektronisch (Werkeingangsvermessung) vermessen, um die foto-optisch ermittelten Dimensionsmaße mit den Maßen der forstlichen Praxis vergleichen und die Genauigkeit prüfen zu können. Da die foto-optische Erfassung der Ladungen/Polter sich auf die sichtbaren Abschnittsstirnflächen beschränkte, wurden die Zusammenhänge zwischen foto-optisch ermittelten Stirnflächen und den zugehörigen Volumina auf statistischem Wege berechnet. Dabei musste berücksichtigt werden, dass die Abschnitte entlang ihrer Stammlängsachse unterschiedliche Querschnittsformen aufwiesen. Deshalb wurden die Abschnittsstirnflächen nach ihren Formen visuell in die Formklassen „rund“, „unrund“ und „Stirnflächen mit Wurzelanlauf“ eingeteilt. Weiter wurde untersucht, ob sich auf mathematischem Wege Stirnflächenvariablen herleiten ließen, mit denen das Ergebnis dieser durchgeführten visuellen Klassifikation bestätigt werden konnte. Zur Beurteilung der Volumengenauigkeit des foto-optischen Verfahrens wurden die Volumina der einzelnen Abschnitte, die mit einem Bild aufgenommen wurden, zu einem Abschnittsvolumen pro Bild aufsummiert. Im Vergleich zu dem aus der Werkeingangsvermessung durch Aufsummieren ermittelten Abschnittsvolumen ergaben sich je Bild Volumenunterschiede von bis zu -5,8 % und bis zu +5,6 % in 95 % der Fälle. Aus den foto-optischen Abbildungen der Stirnflächen ließen sich auch die zugehörigen Mittendurchmesser errechnen. Ihre Verteilung stimmte mit der Durchmesser- und Stärkeklassenverteilung der Abschnitte, die in der Werkeingangsvermessung ermittelt wurden, weitgehend überein. Die Ergebnisse dieser Untersuchung zeigen, dass das entwickelte foto-optische Vermessungsverfahren grundsätzlich den Forderungen eines waldnahen Kontrollmaßes entspricht und zu Dispositionszwecken von Forst- und Holzwirtschaft eingesetzt werden kann. Voraussetzung für die Einführung dieses foto-optischen Vermessungsverfahrens in die Praxis als rationelles, schnelles und genaues Vermessungs- und Dokumentationsverfahren sind jedoch bestimmte Verfahrensmodifikationen und -weiterentwicklungen bezüglich der Hardwarekomponenten und der automatisierten Bildverarbeitungsroutinen.
Holzvermessung, Holzbereitstellung, Stammquerschnitt, round wood measurement, wood procurement, cross section, image analysis
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