Erfassung und Identifikation einzelner Bäume: Neue Perspektiven für Baumkataster

Point Cloud Technology ermöglicht mit seinen Analyseverfahren die Erfassung und Identifikation einzelner Bäume aus großflächigen 3D-Punktwolken.

Die Forstwirtschaft macht es bereits vor. Die Auswertung von 3D-Punktwolken aus Befliegungen mit Laserscannern ergänzt, beziehungsweise ersetzt sogar die Waldinventur. Die großen Datenbestände liefern Statistiken oder sogar Biomassebestimmungen von großflächigen Waldbeständen. Solche Vorteile der Digitalisierung können auch Kommunen bei Baumkatastern und der Grünflächenbewirtschaftung nutzen. Moderne, KI-basierte Auswerteverfahren sorgen dafür, dass diese Massendaten in sehr hoher Qualität ausgewertet werden können. Genau dies leistet die Firma Point Cloud Technology GmbH (PCT) aus Potsdam. Deren seit etwa fünf Jahren entwickelte Technologie schafft im Kern eine KI-basierte Möglichkeit zur Auswertung, Analyse und Visualisierung von hochvolumigen 3D-Punktwolken.

Damit können Baumstandorte und dazugehörige Parameter automatisch für große Gebiete errechnet werden. Städte können so beispielsweise Informationen zu allen einzelnen Bäumen auf dem Stadtgebiet erhalten und diese dann in GIS- und Speziallösungen für das Baumkataster überführen. Wichtigen Kenngrößen wie die Baumhöhe, der Kronendurchmesser, die Baumdichteverteilung und zeitliche Veränderungen werden dabei mit generiert.

Punktwolke und daraus abgeleitete Baumstandorte: Point Cloud Technology ermöglicht es, über 90 Prozent der Bäume einer Stadt automatisiert zu erfassen. Foto: Point Cloud Technology

Punktwolke und daraus abgeleitete Baumstandorte: Point Cloud Technology ermöglicht es, über 90 Prozent der Bäume einer Stadt automatisiert zu erfassen. Foto: Point Cloud Technology

Zumal die erforderliche Datengrundlage der Anwendung, nämlich eine 3D-Punktwolke auf Basis von Airborne Laserscanning (ALS) oder Luftbildern (Image-Matching) der Stadtfläche, in der Regel vorhanden ist: Kommunen können sie einfach von den Landesvermessungsämtern beziehen, entweder als Open-Data oder im Rahmen von Vereinbarungen zu attraktiven Konditionen.

„Unsere Erfahrungen zeigen, dass mit der automatischen Auswertung über 90 Prozent aller Einzelbäume in urbanen Gebieten erfasst werden können. In Vorstädten kommen wir bei dichten Punktwolken sogar auf einen Wert von mehr als 95 Prozent“, stellt Dr. Rico Richter, Geschäftsführer von PCT, heraus. Dafür genügen Messdaten mit einer Dichte von fünf Punkten pro Quadratmeter. Stand der Technik sind inzwischen Daten, die mehr als 25 Punkte pro Quadratmeter besitzen.

Alle Bäume im Baumkataster

Folglich können Kommunen ihre Baumkataster automatisiert erstellen, vervollständigen oder prüfen. „Viele Bäume entlang von Straßen, etwa an Ausfahrtsstraßen oder in Parkanlagen und Wäldern, sind erfahrungsgemäß überhaupt noch nicht im System abgebildet“, beschreibt Richter. Auch der genaue Baumstandort spiele eine große Rolle, denn mit dem Verfahren können Bäume nach Angaben von PCT mit einer Abweichung von maximal wenigen Metern lokalisiert werden. Dazu pflegt PCT eine Zusammenarbeit mit Widemann Systeme GmbH aus Wiesbaden, deren webbasiertes Baumkataster IRIS die Bäume in einem mit der FLL Baumkontrollrichtlinie konformen Verwaltungssystem darstellt und die weitere Dokumentation der Kontrollgänge und benötigten Maßnahmen ermöglicht. Die automatisiert erfassten Baumstandorte stehen damit direkt im IRIS für die mobile Kontrolle zur Verfügung.

Moderne KI-basierte Auswertungen zu Bäumen sind darüber hinaus auch auf Basis von Luftbildern möglich und kommen ebenso zu verwertbaren Ergebnissen bei der Baumidentifikation. Die Punktwolken liefern jedoch auch Informationen zu der Baumhöhe, was zudem die Auswertung erleichtert. Zudem lassen sich auch Areale mit verschiedener Vegetation bestimmen. „Das Klassifizierungsverfahren ermöglicht eine zuverlässige und automatisierte Differenzierung von Gelände, Vegetation und Bebauung“, stellt der PCT-Geschäftsführer heraus. Als Beispiel lässt sich unter anderem die Analyse des Mikroklimas in Städten anführen, das zunehmend an Bedeutung gewinnt. Ebenso können Areale für Neuanpflanzungen von Bäumen bestimmt und Konzepte für den Umweltschutz und die Anpassung an den Klimawandel entwickelt werden.

Das „100-Prozent-Baumkataster“ ist also vor allem vor dem Hintergrund des Klimawandels ein wichtiges Instrument. Für den Befall von Krankheiten können auch Einzelbäume oder verschiedene Areale dokumentiert werden – eine Krankenakte für den Einzelbaum gewissermaßen. Auch Planungen rund um die Bewässerung in Trockenphasen, wie sie besonders in den letzten beiden Sommern akut war, können so besser disponiert und dokumentiert werden. Ein weiterer Punkt ist die Aktualität. Vorausgesetzt, die Grundlagendaten wurden aktualisiert, ermöglicht die PCT-Technologie ein automatisches Change Management. Sprich: Gefällte oder einem Sturm zum Opfer gefallene Bäume werden automatisch ermittelt. Die Kommune hat somit auch ein Instrument, automatisiert ungenehmigte Fällarbeiten zu entdecken. (sg)

www.pointcloudtechnology.com