Hecken im Visier – Erfassung von Biomasse per Laserscan-Verfahren

Nicht nur Haushalte durchlaufen dieses Jahr einen Zensus. Unbemerkt von der Öffentlichkeit werden in zwei Pilotläufen in Baden-Württemberg und Nordrhein-Westfalen sowie in weiteren Testgebieten Gehölze und Einzelbäume der offenen Landschaft kartographiert und in Biomasse-Kategorien eingeteilt.

„Deutschland gehört zu den heckenreichsten Ländern der Erde. Vermutlich haben wir es mit mehr Gehölzen als Einwohnern zu tun – genau weiß das bis jetzt niemand“, so Dipl.-Biol. Alfons Krismann von der Uni Hohenheim. Die Forschergruppe um Krismann entwickelt zusammen mit der Hochschule München im Rahmen des vom Bundesumweltministerium initiierten Forschungsprogramms zur „Optimierung der energetischen Biomassenutzung“ ein automatisiertes Fernerkundungsverfahren, das mittels sogenannter Laserscanning-Daten aus Flugzeugbefliegungen jedes einzelne Gehölz bis hin zum Jungbusch erfassen kann. Hierbei handelt es sich zunächst um einfache 3D-Punktdaten, die zur Erstellung eines exakten digitalen Höhenmodells dienen.

Ein Hochleistungscomputer, der die Daten für ein Bundesland berechnet, benötigt ungefähr vier bis acht Monate. Ein erster Testdurchlauf ermittelte für Baden-Württemberg 27 Millionen Einzelgehölze. „Ziel unseres Projektes ist allerdings nicht allein die Errichtung eines Gehölzkatasters sondern deren sinnvolle und nachhaltige energetische Nutzung“, fasst Projektleiter Prof. Dr. Klaus Schmieder (Hohenheim) zusammen. In den letzten 30 Jahren wurden Hecken und Feldgehölze nur wenig als Brennholz genutzt.

Die heutigen Gehölze sind oft überaltert, brechen auseinander oder wachsen in landwirtschaftliche oder naturschutzfachlich wertvolle Flächen. Dieses sogenannte Landschaftspflegeholz“ kann mit neuer effizienter Erntetechnik jedoch zunehmend wirtschaftlich genutzt werden. In neueren Studien wird diesem Sektor einer der größten noch erschließbaren Energiepotenziale zugewiesen.

Der genaue Umfang und der tatsächlich nutzbare Anteil soll im Rahmen des Verbundprojektes „Biomasse per Laserscan“ flächenhaft berechnet werden. Das CO2-Einsparungspotenzial liegt bundesweit jährlich bei mehreren Millionen t CO2-Äquiv. Bislang lieferten Laserscanning-Befliegungen eine Dichte von 1 Punkt /m². Sogenannte Full-Waveform-Scanner erzielen jetzt eine 10-20fach höhere Auflösung, so dass ein einzelner Laubbaum aus einer Wolke von mehreren 1000 Punkten besteht. „In waldähnlichen Beständen sind wir heute in der Lage, selbst kleinere Sträucher als einzelne 3D-Objekte zu identifizieren – in Ansätzen ist bei manchen Baumarten sogar eine Artbestimmung möglich“, erläutert Prof. Dr. Peter Krzystek von der Hochschule München. Seine Arbeitsgruppe testet neue Verfahren zur Einzelbaumbestimmung. Während Förster das Holzvolumen bisher vor Ort aufwändig vermessen mussten, ermöglicht der Einsatz von flugzeuggestützten Laserscannern kostengünstige Biomasseabschätzungen für ganze Regionen. Wie diese 3D-Modelle oder eine Gehölzdatenbank aussehen, kann auf der Internetseite des Forschungsvorhabens, das noch bis Ende 2012 läuft, erkundet werden (http://www.unihohenheim.de/biolaserscan/) und ist als Slideshow unter http://www.energetische-biomassenutzung.de/de/vorhaben/liste-aller-vorhaben/details/projects/55.html abrufbar.

Das Förderprogramm

Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU) hat im Rahmen der nationalen Klimaschutzinitiative das Programm „Förderung von Forschung und Entwicklung zur klimaeffizienten Optimierung der energetischen Biomassenutzung“ aufgelegt.

Im Zuge dieses Programms wird das Verbundprojekt „Entwicklung von automatisierten Biomasse-Analyse- und Bewertungsinstrumenten auf Basis von Laserscan-Rohdaten am Bsp. von Süddeutschland und bundesweiten Fallstudien“ (FKZ: 03KB037) gefördert, an dem die Universität Hohenheim und die Hochschule München beteiligt sind.