Vegetationsindizes sind multispektrale Kennwerte, die auf den spektralen (Lichtreflexions-)Eigenschaften der Vegetation beruhen und Informationen aus mehreren Wellenlängenbereichen kombinieren. Mithilfe dieser Indizes lassen sich Zustand, Dichte und Vitalität der Vegetation quantifizieren, was durch unmittelbare Geländeerhebungen allein nur eingeschränkt möglich wäre. Insbesondere in der Forstwirtschaft ermöglichen sie die einheitliche, wiederholbare und zeitlich vergleichbare Untersuchung großer Flächen und unterstützen dadurch die frühzeitige Erkennung von Schäden sowie die laufende Überwachung des Bestandeszustands. Die von DualWing Forestry eingesetzte Drohnentechnologie ist neben einem klassischen Kamerasystem im sichtbaren (RGB-)Bereich auch in der Lage, Aufnahmen in mehreren weiteren Spektralbereichen anzufertigen, darunter im roten, im Red-Edge- sowie im nahinfraroten Bereich, aus denen verschiedene Vegetationsindizes abgeleitet werden können. Zu den am weitesten verbreiteten gehört der NDVI, jedoch sind auch andere Indizes wie GNDVI, NDRE und LCI von erheblicher Bedeutung.
NDVI
Wofür kann es verwendet werden?
Untersuchung der Vegetationsbedeckung und der allgemeinen Vitalität
Abgrenzung geschädigter Flächen (Trockenheit, Windwurf, Kahlschlag)
Verfolgung zeitlicher Veränderungen
Forstwirtschaftliche Vorteile:
Schnell, robust und einfach zu berechnen
Ideal für die großflächige Übersichtsanalyse
Als Grundlagenschicht für weiterführende Untersuchungen gut geeignet
GNDVI
Wofür kann es verwendet werden?
Abschätzung des Chlorophyllgehalts
Erkennung von frühem Stress (Trockenheit, Nährstoffmangel)
Untersuchung junger Bestände
Forstwirtschaftliche Vorteile:
Empfindlicher gegenüber physiologischen Veränderungen als NDVI
Zeigt Probleme in einem früheren Stadium an
Besonders geeignet für das Monitoring von Verjüngung und jungen Wäldern
NDRE
Wofür kann es verwendet werden?
Analyse dichter, geschlossener Kronendächer
Erkennung verdeckter Stresssymptome
Untersuchung des Chlorophyll- und Stickstoffstatus
Forstwirtschaftliche Vorteile:
Sättigt nicht so schnell wie NDVI
Sensibel gegenüber feinen Veränderungen im Kronendach
Wirksamer Frühindikator bei Stress und Schäden
LCI
Wofür kann es verwendet werden?
Detaillierte Abschätzung des Chlorophyllgehalts
Nachweis von frühem Stress und Degradation
Erkennung feiner Zustandsunterschiede
Forstwirtschaftliche Vorteile:
Sehr empfindlich gegenüber dem physiologischen Zustand des Kronendachs
Ermöglicht eine präzisere Analyse auch in geschlossenen Beständen
Gut einsetzbar für detailliertes Monitoring und Forschungszwecke
Die drohnengestützte Datenerfassung im belaubten Zustand ermöglicht auf Grundlage hochauflösender Luftbilder die Erstellung einer detaillierten dreidimensionalen Punktwolke und eines Oberflächenmodells, das die räumliche Struktur des Kronendachs mit hoher Genauigkeit abbildet. Dieses Modell erlaubt die unmittelbare, räumlich fundierte Untersuchung der strukturellen Merkmale des Waldbestandes.
Im Rahmen der Verarbeitung wird das zuvor erstellte Geländemodell vom Oberflächenmodell abgezogen, wodurch die tatsächliche Höhe der Bäume bestimmt werden kann. Die als Differenz zwischen Oberflächenmodell und Geländemodell berechnete Kronenhöhe bietet eine verlässliche Grundlage für die Analyse der Höhenverhältnisse im Bestand.
Auf Basis des hochdetaillierten Modells können zudem einzelnen Bäumen zuordenbare Kronenflächen abgegrenzt werden, wodurch sich sowohl die räumliche Anordnung des Bestandes als auch der Überschirmungsgrad untersuchen lassen.
Durch die Verknüpfung der Fernerkundungsdaten mit bodengestützten Referenzmessungen wird darüber hinaus eine indirekte Schätzung des Holzvorrats möglich. Höhen- und Kronengrößenparameter können statistisch mit aus terrestrischen Stichprobenflächen stammenden Brusthöhendurchmessern in Beziehung gesetzt werden, sodass auch auf Bestandesebene belastbare mengenmäßige Schätzungen erstellt werden können.
Diese Methode ist insbesondere in älteren und altbestockten Beständen mit hoher Genauigkeit anwendbar, da dort das Kronendach bereits gut ausgeprägt ist und die Struktur einzelner Bäume zuverlässig identifiziert werden kann.
Im Rahmen der Aufnahme werden mit Drohnen erstellte Luftbilder mit großer Überlappung photogrammetrisch verarbeitet, um eine hochdichte Punktwolke zu erzeugen, die sowohl den Waldbestand als auch die räumliche Struktur der Geländeoberfläche detailliert beschreibt. Die so gewonnene Punktwolke enthält Informationen über Kronenraum, Stämme und Geländeoberfläche zugleich und schafft damit die Grundlage für komplexe forstliche Analysen.
Im nächsten Verarbeitungsschritt wird durch die Trennung von Vegetation und Gelände ein hochgenaues Geländemodell erzeugt. Dieses ist für forstliche Anwendungen von zentraler Bedeutung, da sich auf Grundlage der Geländeoberfläche die tatsächliche Höhe der Bäume bestimmen lässt. Aus der Differenz zwischen Kronenmodell und Geländemodell lassen sich verlässliche Baumhöhendaten ableiten, die eine fundierte Basis für Volumen-, Biomasse- und Zuwachsanalysen bieten.
Die hochauflösende Punktwolke eignet sich nicht nur zur Analyse von Höhenverhältnissen; mit geeigneten Methoden kann auch die Position einzelner Bäume bestimmt werden, wodurch die Schätzung der Stammzahl sowie die detaillierte Untersuchung der Bestandesstruktur möglich wird. Dies ist insbesondere bei der Forsteinrichtung, der Verjüngungsplanung und bei Monitoringaufgaben von besonderem Nutzen.
Im Rahmen der Vermessung werden mit Drohnen aufgenommene Luftbilder mit großer Überlappung verarbeitet, um eine hochdichte Punktwolke zu erzeugen, die das untersuchte Gebiet sowie die räumliche Struktur der Holzpolter detailliert beschreibt. Die so gewonnenen Daten ermöglichen die geometrische Charakterisierung des gelagerten Holzes sowie eine präzise Erfassung der Oberfläche.
Auf Grundlage der im Verarbeitungsprozess erzeugten Oberflächenmodelle können die Höhenverhältnisse und die räumliche Ausdehnung der Polter bestimmt werden. Dies ist für die geometriebasierte mengenmäßige Bestimmung des Holzvorrats von zentraler Bedeutung, da das Verfahren auf der räumlichen Beschreibung der Polter beruht.
Eine detaillierte Darstellung der Methodik und ihrer wissenschaftlichen Fundierung findet sich in der Diplomarbeit von Fekete (2025), in der die forstliche Anwendbarkeit moderner drohnengestützter Vermessungsverfahren untersucht wird.
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