Drohnen in Forst- und Landwirtschaft

Überblick aus der Luft

Deutschland ist ein Waldland. In Deutschland werden ca. 11,4 Mio ha Wald bewirtschaftet. Das ist knapp ein Drittel der Landesfläche.

Sie sind Waldbesitzer und wollen den Überblick behalten? Was macht der Borkenkäfer? Welche Schäden hat der jüngste Sturm angerichtet? Wo wachsen die Bäume gleichmäßig, wo gibt es Lücken? Bislang musste der Bestand dazu Hektar für Hektar abgelaufen und dabei von unten nach oben geblickt werden.

Mit unbemannten Luftfahrtsystemen („Drohnen“) können Biomasse, Zuwachs, Kronenzustand, Vitalität und vieles mehr erfasst werden. Wir können Bestände innerhalb kürzester Zeit überblicken und Schäden im Forst ausmachen. Sogar der Chlorophyll-Anteil in den Pflanzen lässt sich feststellen. Mit dem Einsatz von Drohnen in der Forstwirtschaft lassen sich Laufwege und damit vor allem Zeit sparen. Und mit einem Auge aus der Luft wird eine neue Perspektive auf den Wald eröffnet.

Drohnen können in der Forstwirtschaft aufwendige Inventurmaßnahmen reduzieren. Sie liefern umfangreiche Daten bei geringem zeitlichem Aufwand. Nach Sturmschäden oder bei Befall mit Borkenkäfern oder anderen Schädlingen ist es wichtig, zeitnah verlässliche Informationen zum Ausmaß des Schadens zu haben. Eine gute Datengrundlage ist die Basis für zweckmäßige Entscheidungen über Schutzmaßnahmen und Einschlagsplanung.

Anwendungsbereiche für Drohnen in der Forstwirtschaft

• Forstinventur
• Dokumentation von Waldschäden durch Sturm o. ä.
• Erkennen und Dokumentieren von Schädlingen und Krankheiten
• Bewertung und Verwaltung von Forstplantagen
• Überwachen und Erkennen von Waldbränden

Erfassung von Sturmschäden durch unbemannte Luftfahrtsysteme

Nach Sturmschäden ist es wichtig, möglichst schnell einen umfassenden Überblick über die Kalamitätsflächen und eine Abschätzung des liegenden Holzvolumens zu bekommen. Davon hängen u. a. die zukünftige Einschlagsplanung und steuerlich relevante Meldungen ab.

Drohnen eigenen sich in besonderer Weise, um nach schweren Stürmen geschädigte Flächen zu erfassen. Der Blick aus der Vogelperspektive ermöglicht es hier, vor allem auch Flächen ausfindig zu machen, die vom Boden nur schwer oder gar nicht gesehen worden wären. Erfahrung aus den vergangenen großen Sturmereignissen zeigen, dass die tatsächliche Menge an Kalamitätsholz bei Schätzungen vom Boden aus um bis zu 600% unterschätzt wurde. Ein Drohnenflug über den Sturmflächen ermöglicht eine wesentlich genauere Erfassung des Schadens und des liegenden Holzvolumens und somit eine realistische Abschätzung der Auswirkungen des Sturms. 

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Wurden die geschädigten Flächen ausfindig gemacht, werden diese in parallelen Transekten abgeflogen. Dabei werden in regelmäßigen Abständen Aufnahmen gemacht. Die Einzelbilder werden anschließend mit einem speziellen Programm zu einem großen, mit Koordinaten versehenen Orthomosaik zusammengesetzt. Dieses Gesamtbild kann dann für die weitere Auswertung mittels GIS-Programmen herangezogen werden.

Erkennen und Dokumentieren von Schädlingen oder gestresster Pflanzen

Für die Suche nach Schädlingen, wie Borkenkäfern, oder die Dokumentation von gestresster bzw. geschädigter Vegetation eignen sich insbesondere Drohnen mit Multispektralkameras. Mit diesen Kameras ist es möglich, einzelne Wellenlängebereiche des Lichtes getrennt von einander aufzunehmen. Diese Aufnahmen ausgeählter Spektralbänder lassen sich im Nachhinein in einer speziellen Software verrechnen. So können Vegetationsindizes berechnet und farbig dargestellt werden. Die farbige Darstellung hilft bei der Identifikation von geschädigter bzw. gestresster Vegetation und dient somit auch dem Auffinden von Schädlingen.

Mit einer speziellen, mit Multispektralkamera ausgestatteten Drohne werden die in Frage kommenden Waldflächen in einem Raster überflogen. Nach Bearbeitung des Bildmaterials kann anhand der farblichen Darstellung des jeweiligen Vegetationsindex auf der Indexkarte  vitale Vegetation von geschädigten oder bereits abgestorbenen Pflanzen  unterschieden werden.

In den Jahren 2017 und 2018 wurde in Zusammenarbeit mit der Nordwestdeutschen Forstlichen Versuchsanstalt und der auf Forstkalamitäten spezialisierten Firma Festmeter Wöls GmbH jeweils ein Projekt zur Früherkennung von Buchdruckerbefall bei Fichten durchgeführt.

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Nicht nur bei der Suche nach Borkenkäfern können Drohnen helfen. Auch bei der Abschätzung der Auswirkung des Befalls mit Eichenprozessionspinnern können Drohnen mit Multispektralkameras weiterhelfen.

Aktuell läuft noch ein Projekt in Zusammenarbeit mit der Forstlichen Fakultät der Universität Göttingen zu diesem Thema. Weitere Informationen dazu folgen zu gegebener Zeit.

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Drohnen in der Landwirtschaft

Drohnen leisten in der Landwirtschaft wertvolle Dienste. Aus der Vogelperspektive werden viele Dinge sichtbar, die vom Boden aus verborgen bleiben. Mit der Drohnentechnik erhält man in kürzester Zeit einen Überblick über das komplette Feld. Die unbemannten Flugroboter helfen unter anderem Tiere vor dem Mähen im Feld zu orten, größere Unkrautnester von oben zu entdecken oder Schädlinge biologisch zu bekämpfen.

Mit dem manuellen Kartieren von großen landwirtschaftlichen Nutzflächen können mehrere Personen mehrere Tage beschäftigt sein. Mit einer entsprechend ausgestatteten Drohne kann die Datenerhebung in einem Bruchteil der Zeit abgeschlossen werden. Die Daten liegen unmittelbar und für die gesamte Fläche in digitaler Form vor und können sofort weiterverarbeitet werden.

Anwendungsbereiche für Drohnen in der Forstwirtschaft

• Dokumentation von Unwetterschäden
• Dokumentation von Wildschäden
• Erkennen, Dokumentieren und Bekämpfen von Schädlingen und Krankheiten
• Erkennen und Dokumentieren von Unkrautnestern
• Erkennen der Pflanzenvitalität
• Düngerapplikationskarten
• Kitzrettung