Vermessung von Holzlagern

Transkript

1 Vermessung von Holzlagern Volumenerfassung mit Hilfe von unbemannten Kleinflugzeugen Sergej Chmara, Forstliches Forschungs- und Kompetenzzentrum Gotha

2 Ausgangssituation / Anlass Anfall großer Schadholzmengen bei Großschadereignissen, (z. B. Orkan Kyrill /2007) Zwischenlagerung großer Holzmengen auf temporären (Nass-) Lagerplätzen mit permanentem Zugang/Abgang hoher Aufwand für Bestimmung von Wald-Maß hoher IT-/Daten-Aufwand für Lagerverwaltung praktische Schwierigkeiten/ Ungenauigkeiten bei Vermessung von großen Poltern

3 Zielstellung Entwicklung eines Verfahrens zur sicheren Vermessung der großen Holzpolter auf Großlagerplätzen Optimierung der Prozesse der Holzvermessung bei Großschadereignissen

4 Lösungsansatz Erfassung der Luftbilder mit Hilfe von UAV Volumenbestimmung aus Oberflächenmodellen aus Stereoluftbildern Pilotbeispiele Normale Holzpolter Gebäude (als Referenzmaß) Groß-Polter

5 Vergleichsmessung normale Polter Bild: Bernd Wilhelm/Forstamt Oberhof

6 Ergebnis der Oberflächenberechnung

7 Ergebnisse Polter Fixlänge Polterlänge Max. Polterhöhe Sektionsbreite Anzahl Sektionen Summe der Sektionshöhen Sektionalverfahren Oberflächenmodell Raummaß -Fehler m m m m Anz. m (rm) (rm) % 1 5,05 7,9 2, ,84 58,25 55,17-5,3 2 5,05 6,6 2, ,1 50,83 53,25 4,8 4 2, , ,34 100,49 107,42 6,9 5 2,05 19,2 2, ,88 65,08 62,73-3,6 6 2, , ,55 111,20 110,68-0,5 Mittelwert 0,5 Polter 3 wurde auf Grund zu geringer Höhe (unter 50 cm) nicht berücksichtigt.

8 Volumenberechnung Sektionalverfahren

9 Volumenberechnung aus Bilddaten Die Darstellung ist nur schematisch, die tatsächliche Bildpunktgröße/Genauigkeit liegt im Zentimeter-Bereich

10 Vergleich der Volumenbestimmungen Volumenberechnung aus 3D-Oberflächenmodell bildet die Poltergröße deutlich realistischer/genauer ab

11 Referenz-Vergleichsmessung Gebäude (-höhen) Submissionsplatz Erfurt-Willrode Objekt A Objekt B

12 Höhenmessung (wichtigste Komponente der Genauigkeit) Höhe Höhe Objekt Punkt Befliegung Vermessung Differenz (m) A P1 4,85 4,80 0,05 P2 7,09 7,08 0,01 P3 4,92 k. A. k. A. P4 4,85 4,88-0,03 P5 7,01 7,12-0,11 P6 4,95 4,88 0,07 P7 4,10 4,09 0,01 P8 4,17 4,12 0,05 P9 4,08 4,06 0,02 B P10 3,12 3,23-0,11 P11 3,33 3,43-0,10 P12 3,34 3,44-0,10 P13 3,18 3,29-0,11 P14 1,62 1,67-0,05 P15 1,62 1,66-0,04 P16 1,63 1,69-0,06 P17 1,63 1,67-0,05 Mittlere Abweichung 6 cm Maximale Abweichung 11 cm Angaben in Meter k. A. Aufgrund der Dachstruktur (Lücke im Dach) konnte dieser Punkt mit Lasertechnik nicht eingemessen werden

13 Volumenbestimmung Befliegung Volumen Objekt A Vermessung Volumen Objekt B Differenz Abweichung (absolut) Objekt m 3 m 3 m 3 % A , ,56 2,85 0,06 A2 183,27 182,56 0,71 0,39 A Gesamt 5.343, ,12 3,56 0,07 B1 547,37 552,49-5,12 0,93 B2 12,14 12,22-0,08 0,65 B Gesamt 559,51 564,70-5,19 0,92

14 Holz-(Naß-)-Großlager

15 Ausschnitt aus den Bilddaten => übliche Umrechnungsfaktoren rm/fm nicht geeignet

16 Terrestrisch gemessene Höhen genaue Höhenmessung im Sektionalverfahren kaum möglich, innere Polterstruktur nicht sichtbar

17 Berechnetes Oberflächenmodell

18 Polter/Seite Messpunkt [m] Höhe Vertex [m] Höhe 3D Abweichung P1-rechts 10 6,4 7,13-11,41% 1-rechts 30 6,8 6,6 2,94% 1-rechts 50 7,2 7,29-1,25% 1-rechts 70 7,0 7,02-0,29% 1-rechts 90 7,0 7,3-4,29% 1-rechts 110 6,7 7,43-10,90% 1-links 20 7,2 7,29-1,25% 1-links 40 7,6 8,39-10,39% 1-links 60 7,5 8,46-12,80% 1-links 80 7,3 9,03-23,70% 1-links 100 7,3 7,98-9,32% 1-links 120 7,5 7,11 5,20% P2 14,5 5,4 7,27-34,63% P2 35,9 6,7 6,56 2,09% P2 58,6 6,9 7,5-8,70% P2 79,2 6,9 7,81-13,19% P2 99,9 7,3 7,68-5,21% P ,9 7,59-10,00% P3 20,3 7,4 6,64 10,27% P3 41,4 6,5 6,56-0,92% P3 62,2 6,9 6,24 9,57% P3 82,9 7,0 6,6 5,71% P3 103,5 7,0 6,46 7,71% Mittelwert -4,99% Ergebnisse Polterhöhen deutliche Unterschätzung der Sektionshöhen beim klassischen Sektionalverfahren

19 Empirische Umrechnungsfaktoren Raumaß/Festmaß für Großpolter Holzpolter Stammholzvolumen (fm) stand Anfuhr Raumvolumen in m³ Drohnenmessung Umrechnungsfaktor rm/fm , ,60 0, , ,60 0,557 Für das Polter 3 standen keine verwendbaren Festmaß- Werte zur Verfügung, da es in den laufenden Produktionsablauf eingebunden war.

20 Ergebnisse Geeignetes Verfahren für die Erfassung der Holzmengen in Groß-Poltern (Schadereignisse, Naßlager, Industrielager) Genauere Volumenbestimmung als klassische Verfahren (je größer, desto genauer) Übertragbar auf andere Aufgaben, bei denen Höhen und/oder Volumen erfasst werden müssen (Stroh-, Rüben-Mieten, Biomasse-Silos, Steinbrüche, Deponien,.)

21 Prozessintegration (was ist noch zu tun) Vollautomatisierung (Befliegungsplanung/Autopilot, feste Passpunkte/Startplatz, automatische Volumen- Auswertung) Initialvermessung der Lagerplätze Empirische Bestimmung von Umrechnungsfaktoren für Großpolter

22 Prozesseinbindung Großschadereignis - Heute Holzeinschlag/Rückung Waldpolter, Vermessung Waldmaß=Disposition-/ Kontrollmaß?? Holztransport Naßlager : Menge=ΣEingang-ΣAusgang Lagermaß=??? Holztransport Verkauf, Werksvermessung=Verkaufsmaß, Abrechnung

23 Prozesseinbindung Großschadereignis - mit UAV Holzeinschlag/Rückung Holztransport; Fuhre=Dispositionsmaß Naßlager : Lagermaß=UAV-Raummaß Holztransport; Fuhre=Dispositionsmaß Kontrollmaß-> Stichprobe Verkauf, Werksvermessung=Verkaufsmaß, Abrechnung

24 Danke für die Unterstützung im Projekt Thüringer Forstamt Oberhof Thüringer Forstamt Erfurt-Willrode

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