Nutzung von PlanetScope-Daten zur Kartierung und Überwachung der Wälder der Tschechischen Republik

Tee Forstwirtschaftliches Institut (FMI) ist die vom Landwirtschaftsministerium der Tschechischen Republik gegründete Regierungsorganisation, die für die Durchführung des Nationalen Waldinventars verantwortlich ist. Im Jahr 2018 begann der IMF mit der Arbeit mit Planet-Datensätzen, um eine umfassende Geodatenanalyse durchzuführen und über die verheerenden Auswirkungen der Borkenkäfer-Epidemie in den tschechischen Wäldern.

Durch die Nutzung von PlanetScope, Sentinel-2 und Daten aus dem nationalen Luftinventar konnte FMI ein öffentliches Portal für Forstakteure erstellen, um zu sehen, welche Bäume kürzlich aufgrund von Borkenkäferaktivität entfernt wurden und welche aufgrund von Borkenkäferbefall stehendes Totholz waren . Mit unseren Daten aus dem Jahr 2018 konnte der IMF feststellen, dass Holz im Wert von 200 Millionen, etwa 16.000 Hektar, von dieser Epidemie betroffen war, und dass für über 90 % der 55 ausgewählten Parzellen das Risiko einer weiteren Ausbreitung der Krankheit bestätigt wurde. Der IWF stellte kürzlich fest, dass zwischen 2015 und 2021 etwa 200.000 Hektar Wald von Borkenkäfern heimgesucht wurden, was die größte Borkenkäferkatastrophe in der Geschichte der Tschechischen Republik darstellt. Diese Arbeit unterstützte die Bemühungen des Landwirtschaftsministeriums, neue Gesetze zur Umwidmung von Wäldern vorzuschlagen, um die Ausbreitung der Krankheit zu minimieren und eine gesunde Holzernte zu optimieren.

Planetenbilder aus dem Jahr 2018, die das tote stehende Holz und die kürzliche Waldrodung aufgrund der Borkenkäferkatastrophe zeigen. Grafik von Leanne Abraham.

Seitdem hat der IMF seine Zusammenarbeit mit Planet ausgeweitet, um objektive und dennoch belastbare Walddaten für das gesamte Gebiet der Tschechischen Republik zu liefern. Für IMF war es wichtig, einen Datensatz mit hoher Aktualisierungsfrequenz zu haben, der keine Verarbeitung einzelner Quellbilder erfordert – eine sehr rechen- und speicherintensive Aktivität. Unser PlanetScope-Produkt stellte dem IMF ein erschwingliches Tool zur Verfügung und bot die richtigen Funktionen für die Waldüberwachung.

Traditionell führte FMI visuelle Interpretationen von aus der Luft gesammelten RGB-Fotos durch, die eine manuelle Digitalisierung erforderten, um Wälder zu bewerten, aber dies war vom Bediener subjektiv und zeitaufwändig. Im Laufe der Jahre nutzte IMF eine Vielzahl digitaler Datenquellen, um Baumhöhen und Waldveränderungen zu bewerten. Mithilfe von 3D-Informationen aus LiDAR-gesammelten Daten, digitalen Luftbildern, Landsat- und Sentinel-2-Daten konnten sie eine automatisierte Erkennung von Kahlschlägen generieren und vollständige Waldmosaiken auswerten. Die Wiederholungszeit der Luftkampagne war jedoch alle zwei Jahre, und von Satellitenquellen konnten sie nur drei wolkenfreie Mosaike pro Jahr mit einer Auflösung von 20 Metern empfangen. Diese seltenen Sammlungen schränkten die Erkenntnisse des IWF über die Wälder des Landes ein.

Da sich die Walddynamik aufgrund von Klimawandel, Dürre und Borkenkäferbefall mit beispielloser Geschwindigkeit veränderte, wollte IMF kontinuierliche Einblicke mit mehr räumlichen Details und hoher zeitlicher Auflösung. Die täglichen Bilder von PlanetScope ermöglichten es FMI, seine Datenquellen abzurunden, häufigere Daten zu sammeln und seine Analysen in kürzeren Zeitrahmen durchzuführen.

„Planet ist ein integraler Bestandteil unserer Fernerkundungsinformationsquelle. Eine Art Brücke zwischen sehr detaillierten (20 cm Pixel) 3D-Luftbildern mit schlechter zeitlicher Auflösung und den Sentinel-2-Satellitenbildern mit großen Spektralbändern und begrenzter räumlicher Auflösung“, sagte Filip Hájek, Leiter der Abteilung Fernerkundung des FMI.

Mit PlanetScope war FMI in der Lage, qualitativ hochwertige Mosaike großer Gebiete mit geringer Bewölkung in einem Intervall zu erhalten, das sie gut definieren konnten. Dies hat es dem Institut ermöglicht, den Zustand der Waldbestände im ganzen Land zu interpretieren und Produkte zur Erkennung von Veränderungen zu unterstützen, die Kahlschläge und Waldgrenzen mit angemessener Rechenleistung untersuchen.

„Was unsere Analyse flexibler macht, ist die deutlich geringere Menge an zu verarbeitenden Daten. Mit Planet erhalten wir ein nahtloses, fast wolkenloses Mosaik unseres Landes, das im Vergleich zu Luftdaten ein um eine Größenordnung geringeres Datenvolumen aufweist“, sagte Filip Hájek.

Die Spektralbänder von PlanetScope bieten dem FMI auch die Möglichkeit, subtile Veränderungen am Boden zu erkennen. Mit den Nahinfrarot- (NIR) und roten Kantenbändern von Planet war FMI in der Lage, stehendes Land und Abholzung in ihren Wäldern zu erkennen. Darüber hinaus haben unsere Bänder dem FMI geholfen, die Phänologie von Waldarten zu identifizieren, was es ihnen ermöglicht, verschiedene Baumarten auf der Grundlage ihrer unterschiedlichen Entwicklung im Laufe der Zeit voneinander zu unterscheiden.

„Bei IMF haben wir eine Prozesslinie zur Interpretation verschiedener Daten entwickelt, um die Artenzusammensetzung unserer Wälder genau abzubilden. Satellitenbeobachtungen in verschiedenen Stadien der Vegetationsperiode innerhalb eines Jahres sind für uns ein großer Mehrwert, um die Artenklassifizierung zu verfeinern“, sagte Filip Hájek. „Die Einbeziehung von Planet-Daten wird es uns ermöglichen, die neueste Version der Baumartenkarte mit mehr Zeitscheiben und besserer räumlicher Auflösung noch genauer zu machen.“

Mit all diesen Erkenntnissen blickt IMF nun in die Zukunft. Nach ihrer frühen Arbeit mit Planet, der Überwachung des Borkenkäferbefalls, verwendet FMI nun PlanetScope-Daten, um die Wiederherstellung von Wäldern zu kartieren, die durch die Epidemie geschädigt wurden.

„Hier haben wir es praktisch mit dem umgekehrten Problem zu tun [from before]. Anstatt den Bestandsverfall, die Ernte und das Vorhandensein von Dürren zu bewerten, werden wir die Trends der „Begrünung“ der Kahlschläge bewerten“, sagte Petr Lukes, Fernerkundungsentwickler bei IMF. „Diese Aktivität steckt noch in den Kinderschuhen, aber wir sind fest davon überzeugt, dass die Kombination der relativ hohen räumlichen Details der Planet-Daten zusammen mit dem Vorhandensein des roten Randbandes und der Bewertung innerhalb eines einzigen Jahres und über Jahre hinweg hilfreich sein wird Wir beobachten Trends bei der Regeneration unserer Wälder.“

Um mehr über ihre Arbeit mit uns in der Vergangenheit zu erfahren, lesen Sie unsere vorheriger Blog über das Borkenkäferunglück.

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