Drohnen als autonome Datensammler im Wald
Drohnen können die Datenerhebung im Wald effizienter machen – Expertenteam entwickelt Steuerungstechnologie für autonome Forstinventur.
Gülzow-Prüzen. 3. Mai 2024. Wissenschaftler und IT-Experten haben eine Technologie entwickelt, die es ermöglichen soll, den Freiraum über Rückegassen oder Wegen unterhalb der Baumkronen mit Drohnen zu befliegen. Das Ziel: Die erforderlichen Parameter für eine Waldinventur und Bestandsplanung zu sammeln und zu verarbeiten. Die autonom fliegenden Drohnen können die Datenerhebung in Waldbeständen effizienter machen. Voraussetzung dafür ist eine ausgereifte Steuerungstechnologie. Das Bundeslandwirtschaftsministerium fördert das Projekt mit dem Namen „Autodrone“.
Die Projektbeteiligten sind die Fakultät Verkehrswissenschaften an der TU Dresden und ihr Praxispartner, die Trans4mation IT GmbH, Dresden. In nur zwei Jahren schufen sie die Voraussetzungen für künftige technologisch ausgereifte Verfahren zur automatisierten Erfassung von Einzelbaumparametern mittels autonom fliegender Drohnen. Das Vorhaben nennt sich „Einsatz autonom bewegter Drohnentechnologie in der Waldinventur“.
Forstlich relevante Kennzahlen gewinnen
Ausgangspunkt für das Projekt waren die Restriktionen des bislang üblichen so genannten „Stichprobentaxationsverfahrens“. Mit diesem Verfahren messen die Forstleute Waldbestände manuell entlang eines Rasters. Aus den Daten berechnen sie dann forstlich relevanter Kennzahlen. Die Begehungen sind nicht nur personal-, zeit- und kostenintensiv, sondern bergen die Gefahr beachtlicher Fehlerquoten.
Zudem erschwert die mit dem Waldumbau heranwachsende Vegetationsschicht in Bodennähe die Begehbarkeit und Einsehbarkeit bei terrestrischen Messungen. Damit sei die automatisiert laufende Datenerfassung und -aufbereitung von Vorteil. „Der personelle Schwerpunkt im Forstbetrieb liegt dann auf einer soliden waldbaulichen und forstlichen Planung sowie auf der Analyse und Auswertung der Daten“, erklärt Projektkoordinator Prof. Dr.-Ing. Oliver Michler.
Drahtlose Sensornetzwerke kompensieren schwaches GPS-Signal
Die im Projekt entwickelte Steuerungstechnologie ermöglicht autonome Drohnenflüge über Maschinenwegen, Rückegassen, Waldwegen und ähnlichen Linienstrukturen. Eine entsprechende Flughöhe und -positionierung der Drohne erlaubt das valide Erfassen von Baumparametern trotz strukturreicher Bodenvegetation.
Das Drohnensystem erwies sich auf Testflügen in unwegsamer Waldumgebung als robust und zuverlässig. Es ist in der Lage, bis zu 25 Minuten stabil zu fliegen, die Umgebung und mögliche Hindernisse zu erkennen und sicher zu navigieren, die gesammelten Daten zu speichern und mit der Bodenstation zu kommunizieren. Zur Verarbeitung der Daten entwickelten die Projektbeteiligten eine Edge-Cloud-Umgebung, die die Übertragung der Daten von der Drohne zur Bodenstation und die Auswertung komplexer Berechnungen in Echtzeit ermöglicht.
Der Text ist eine gekürzte und bearbeitete Pressemitteilung der Fachagentur für nachwachsende Rohstoffe (FNR). Hier die Pressemitteilung im Original.
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Foto: Boxenstopp: Projektmitarbeiter Franziskus Mendt wechselt das Landegestell nach einer schweren Landung. (© Robert Richter / TU Dresden)