Eidgenössische
für das forstliche Versuchswesen CH 8903 Birmensdorf
1
nstitut federal
de recherches forestieres CH 8903 Birmensdorf lstituto federale
di ricerche forestali CH 8903 Birmensdorf Swiss Federal Institute of Forestry Research CH 8903 Birmensdorf
ISSN 0259-3092
Nr. 317, 1990 317
Berichte Rapports Rapporti Reports
Bernhard Oester, Peter Raschle,
Die Eidg. Anstalt für das forstliche Versuchswesen hat den Zweck, durch wissenschaftliche Versuche, Untersuchungen und Beob- achtungen der schweizerischen Forstwirtschaft in ihrem vollen Umfange eine sichere Grundlage zu verschaffen (Bundesbeschluß betreffend die Gründung der EAFV).
Die Anstalt stellt die Ergebnisse ihrer Arbeiten vorwiegend in der Form von Publikationen zur Verfügung von Praxis und Wissenschaft. In den MITTEILUNGEN erscheinen meist umfangreichere Arbeiten von längerfristigem Interesse. Die BERICHTE enthalten in der Regel kürzere Texte, die sich an einen engeren Leserkreis wenden.
Die Publikationen der EAFV, die den Inhabern schweizerischer Forstbeamtungen kostenlos abgegeben werden, sind als Amtsexemplare zu betrachten.
L'lnstitut federal de recherches forestieres a pour but de fournir, en procedant
a
des essais scientifiques,a
des recherches eta
desobservations, une base solide
a
l'economie forestiere suisse dans son ensemble federal concernant la creation de l'IFRF).L'lnstitut met les resultats de ses travaux
a
la disposition de la science, principalement sous forme de publications. La plupart des travaux importants et d'interet durable paraissent dans les MEMOIRES.Les RAPPORTS contiennent en regle des textes plus courts, qui s'adressent
a
un cercle plus restreint de lecteurs.Les publications de l'IFRF remises gratuitement aux fonction- naires forestiers doivent etre considerees comme des exemplaires de service.
L'lstituto federale di ricerche forestali ha per scopo di fornire mediante esperimenti, ricerche e osservazioni scientifiche, una base sicura per l'economia forestale in tutta la sua estensione (Decreto federale sull'istituzione dell'IFRF).
L'lstituto mette i risultati delle sue ricerche a disposizione della pratica e della scienza, principalmente sotto forma di pubblicazioni.
Nelle MEMORIE compaiono per lo piu lavori importanti d'interesse durevole. 1 RAPPORT! contengono di regola testi piu brevi indirizzati ad una cerchia di lettori piu ristretta.
Le pubblicazioni dell'IFRF, rimesse gratuitamente ai funzionari dei servizi forestali, sono da considerare quali esemplari d'ufficio.
The purpose of the Swiss Federal Institute of Forestry Re- search is to furnish sound principles for all aspects of forestry in Switzerland, through scientific research, investigation and observation (Governmental decree on the founding of the SFIFR) .
lts findings are, mainly through publishing, made available for application in practice and research. Texts of limited application are generally presented in the "Reports" (Berichte), while those of wider and more lasting interest appear in the "Communications"
(Mitteilungen).
Eidgenössische Anstalt
für das forstliche Versuchswesen CH 8903 Birmensdorf
Institut federal
de recherches forestieres CH 8903 Birmensdorf lstituto federale
di ricerche forestali CH 8903 Birmensdorf Swiss Federal Institute of Forestry Research CH 8903 Birmensdorf
Sch
1u ß berichte
Programm Sanasilva 1984- 1987
ISSN 0259-3092 Nr.317, 1990
Berichte Rapports Rapporti Reports
FDK: 587 : 48--05 : (494)
Bernhard Oester, Peter Raschle,
Hanspeter Gautschi, Hans Ulrich Scherrer und Fritz Hans Schwarzenbach
Teilprogramm Nr. 3
Das Sanasilva-Teilprogramm
«Waldzustandserfassung mit Infrarot-Luftbildern»
Verantwortlich für die Herausgabe:
Professor Rodolphe Schlaepfer, Direktor der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft, WSL (früher:
Eidgenössische Anstalt für das forstliche Versuchswesen , EAFV) Anschrift der auswärtigen Verfasser:
Peter Raschle, Kantonsoberförster Kantons-Oberforstamt, 9050 Appenzell
Hans Ulrich Scharrer, Ingenieurbüro H.U. Scharrer Hauptstr. 581, 9650 Nesslau
folgende Mitarbeiter haben zur Herausgabe dieser Arbeit beigetragen:
Bruno Crivelli Anni Heusser Doris Pichler Paul Scherrer
Redaktion:
Dr. Ruth Landolt
Manuskript eingereicht am 28. September 1989 Zitierung:
Eidg. Anst. forstl. Versuchswes., Ber.
Kommissionsverlag:
F. Flück-Wirth, Internat. Buchhandlung für Botanik und Naturwissenschaften, CH-9053 Teufen
1550 6. 91 A55775/l
Abstract
Das Sanasilva-Teilprogramm ccWaldzustandserfas- sung mit lnfrarot-Luftbildern11
Das Sanasilva-Teilprogramm 3 ist ein Kooperationspro- jekt zwischen dem Bund und den Kantonen mit dem Ziel, den Zustand des Waldes flächendeckend zu erfassen und zu beurteilen, um Grundlagen für objektive Informa- tion und zur Planung forstlicher Maßnahmen zu schaf- fen. Der Bund (WSL) hat die Methode zur flächendek- kenden, bestandesweisen Waldschadenerfassung mit farbigen Infrarot-Luftbildern im Maßstab 1 : 9000 ent- wickelt und in die Forstpraxis eingeführt. Von 1984 bis 1987 hat der Bund auf Wunsch der Kantone etwa einen Drittel des schweizerischen Waldareals mit Infrarot- luftbildern erfaßt. Die Kantone haben auf ihre Kosten den Zustand von rund 150000 ha Wald beurteilt, die Ergebnisse der Interpretation ausgewertet und karto- graphisch dargestellt. Dieser Bericht gibt einen Über- blick über das Programm und faßt die Erfahrungen der Beteiligten zusammen.
Schlüsselwörter:
Infrarot-Luftbilder, Bildmaßstab 1 : 9000, Waldzustands- erfassung, Schadenkarte, Schadenintensitätskarte, Methodenentwicklung, Erfahrungsbericht
Le projet Sanasilva cclnventaire des degäts auxforets
a
l'aide de photos aeriennes infrarouges))Le projet no 3 du programme Sanasilva est un travail de cooperation entre la Contederation et les cantons. II a pour but de detecter les degäts aux forets par surfaces dans le cadre des peuplements. A cet effet, la Con- federation (FNP) a developpe, et introduit dans la prati- que, une methode d'interpretation de photos aeriennes infrarouges,
a
l'echelle 1: 9000. De 1984a
1987, pres d'un tiers de l'aire forestiere suisse a ete ainsi photo- graphiee aux frais de la Confederation. Les cantons ont adopte cette methode afin d'estimer la vitalite de quelque 150ooo
ha de foret et d'en etablir une carte des degätsa
l'echelle 1: 5000 ou 1: 10000, travail qu'ils ont assumea
leur propre Charge. La pratique forestiere a fait de bonnes experiences en reutilisant les resultats de la detection des degäts aux forets afin par exemple de planifier les mesures qui s'imposent.Mots-cles:
Photos aeriennes infrarouges, photos
a
l'echelle1 : 9000, detection des degäts aux forets, carte des degäts, carte de l'intensite des degäts, developpement de la methode, compte-rendu des experiences acquises.
II progetto Sanasilva «rilievo dello stato del bosco per mezzo di fotografie aeree agli infrarossi»
Eseguito in cooperazione tra la Confederazione ed i Cantoni, il progetto Sanasilva no 3 si occupa del rilievo e dell'analisi, su intere superfici, dello stato del bosco. 1 rilievi devono fornire indicazioni utili sia come fonte per un'informazione obiettiva ehe per i lavori di pianificazione selvicolturale. La Confederazione (istituto FN P) ha messo a punto un metodo, poi introdotto nella pratica forestale, ehe permette di rilevare, su intere superfici, i danni ai boschi per ogni singolo soprassuolo. II metodo
e
basatosull'analisi di foto aeree a colori in scala 1: 9000, foto eseguite con speciali pellicole agli infrarossi. Esaudendo le richieste dei Cantoni, durante il periodo dal 1984 al 1987 un terzo circa dei boschi svizzeri
e
stato sorvolato e fotografato agli infrarossi. 1 Cantoni hanno eseguito, a proprie spese, le valutazioni dello stato di salute di ca.150 000 ha di bosco, i cui risultati sono stati analizzati e raffigurati su documenti cartografici. La presente pubblicazione indende offrire una visione d'assieme dell'intero programma e raccogliere le numerose esperienze acquisite dai diversi partecipanti.
Parole chiave :
Foto aeree agli infrarossi, foto in scala 1: 9000, rilievo dei danni al bosco, carta dei danni ai boschi, carta sull'intensita dei danni, messa a punto del metodo, rapporto sulle esperienze acquisite
4
The Sanasilva Sub-Programme 'Determination of Forest Condition through lnfrared Aerial Photo- graphs'
The Sanasilva Sub-Programme 3 is ajoint project ofthe federal and cantonal governments aimed at the large- scale determination and evaluation of forest condition to furnish a basis for objective information and silvicultural planning. The federal government (WSL) developed a method for the large-scale, stand-by-stand determi- nation of forest damage using colour infrared aerial photographs at a scale of 1 :9000 and introduced it into practice. Between 1984 and 1987, at the request of the cantonal governments, it conducted aerial surveys of about one third of the total forest area. The cantonal governments then, at their own cost, evaluated the condition of some 150 000 ha of forest, and interpreted and mapped the results. The report outlines the pro- gramme and summarizes the experiences gained.
Keywords :
lnfrared aerial photographs, scale 1 :9000, determination offorest condition, damage map, damage intensity map, method development, experience.
Vorwort
Die Ergebnisse des Sanasilva-Teilprogrammes 3
«Waldzustandserfassung mit Infrarot-Luftbildern„ er- scheinen in zwei Berichten.
Der vorliegende Bericht gibt einen Überblick über die Organisation, die Methode und die wichtigsten Er- kenntnisse aus der Praxis. Er richtet sich in erster Linie an leitende Stellen in Bund und Kantonen und an die forstliche Praxis.
In einer zweiten Arbeit (ScHERRER etal., 1990} wird die Methode und das Verfahren detailliert beschrieben und mit verschiedenen Beispielen ergänzt. Sie ist in erster Linie für Fachleute bestimmt, welche sich mit der Luftbildinterpretation befassen. Sie wendet sich aber auch an die Forstpraktiker, die für die Umsetzung der Ergebnisse verantwortlich sind.
Am Sanasilva-Teilprogramm 3 «Waldzustands- erfassung mit Infrarot-Luftbildern„ haben sich in den Jahren 1984-87 über 20 Kantone und das Fürsten- tum Liechtenstein beteiligt. Ohne die intensive und gute Zusammenarbeit zwischen Bund und Kantonen, zwischen Forschern und Praktikern, aber auch der Privatwirtschaft wäre das Programm nicht realisierbar gewesen.
Für die Realisierung speziell eingesetzt hat sich Herr Dr. F. H. Schwarzenbach, der bis 1986 das Teilpro- gramm auch geleitet hat. Zu den engsten Mitarbeitern des Teilprogrammes «Luftbild» zählen Hp. Gautschi, der all die Fluglinien geplant und das Luftbildarchiv aufgebaut hat, M. Hägeli, der die EDV-Programme ge- macht hat, Dr. S.A. Masumy (bis 1987), der die Luftbilder interpretiert hat, sowie P. Thee und F. Widmer (bis 1986), die auf dem Gebiet der Photogrammetrie
Grundlagen erarbeitet haben. Die eigentliche Methode der flächendeckenden Waldschadenkartierung wurde von Herrn H. U. Scharrer im Rahmen seiner Tätigkeiten an der EAFV entwickelt. Er übernahm auch die Aus- und Weiterbildung der Luftbildinterpreten. Bei der Weiter- entwicklung des Verfahrens hat Herr P. Hauenstein maßgeblich mitgewirkt. Speziell erwähnt seien die bei- den Kantonsoberförster Dr. R. Eichrodt und P. Raschle, die als Vertreter der Kantone die Interessen der Luftbild- benutzer wahrnahmen und durch praktische Hinweise wesentlich zur Verbesserung der Methode beigetragen haben. Unterstützung fand das Programm auch bei Herrn Direktor W. Bregenzer und Herrn H. Diering von der Eidgenössischen Vermessungsdirektion. Der grös- ste Teil des Flugprogrammes wurde realisiert von R. Hübscher (Flugdienst der V+D) und Hp. Gautschi in Zusammenarbeit mit den Piloten und Bordmechanikern des Militärflugplatzes Dübendorf. Es ist nicht selbstver- ständlich, daß die militärischen Instanzen auch an Samstagen und Sonntagen in Dübendorf Start- und Landeerlaubnis erteilten und die Piloten, Mechaniker, Photolaboranten und Operateure an Wochenenden mit gutem Flugwetter zur Verfügung standen. Wesentlich zur hohen Qualität der Luftbilder hat auch die Firma Wild-Leitz, Heerbrugg beigetragen, insbesondere Herr F. Bock und seine Mitarbeiter, welche die Filmtests durchgeführt und alle Filme entwickelt haben. Allen, die zum guten Gelingen dieses Programmes beigetragen haben, sei an dieser Stelle recht herzlich gedankt.
B. Oester
Inhaltsverzeichnis
Abstract 3 7 Ausblick 23
Vorwort 5
Verzeichnis der Abbildungen und der Tabellen 8 8 Zusammenfassung und Schlußfolgerung Das Sanasilva-Teilprogramm
1 Problemstellung und Zielsetzung 9 «Waldzustandserfassung mit
Infrarot-Luftbildern
„
242 Organisation 10
Resume et conclusion
3 Methode 12 Le projet Sanasilva «lnventaire des
3.1 Vorgeschichte 12 degäts aux forets
a
l'aide de photos3.2 Datenerfassung 12 aeriennes infrarouges» 26
3.3 Datenauswertung 13
3.4 Kartendarstellung 13 Riassunto e conclusione
3.5 Kosten 13 II progetto Sanasilva «rilievo dello stato
del bosco per mezzo di fotografie aeree
4 Zentrale Dienstleistungen 14 agli infrarossi» 28
4.1 Flugplanung und -organisation 14
4.2 Ausbildung der Interpreten 15 Summary and Conclusion
4.3 Zentrales Luftbildarchiv 15 The Sanasilva Sub-Programme
'Determination of Forest Condition
5 Ergebnisse 16 through lnfrared Aerial Photographs' 30
6 Erfahrungen aus der Forstpraxis 21 9 Literatur 32
Verzeichnis der Abbildungen und der Tabellen
Abbildungen Tabellen
Projektorganisation 10 Schadenkategorien 12
2 Analytisches Auswertegerät BC 2S 2 Technische Angaben 14
der Firma Wild-Leitz, Heerbrugg 13
3 Zusammenstellung der
3 1 n den Jahren 1984-1987 mit Luftbildern realisierten Fluglinien 15
erfaßte Flächen 15
4 Kartierte Waldfläche 1984-1987 16
4 Interpretationsschlüssel 17
6 Verteilung der Vitalitätsstufen «gesund»
bis «abgestorben» in Abhängigkeit von
der Entwicklungsstufe 18
5 Schadenkarte «Alptal» 19
8
1 Problemstellung und Zielsetzung
Nachdem im Jahre 1983 immer mehr Schäden an Wald- bäumen festgestellt wurden, sahen sich die Forstdien- ste gezwungen, den Waldzustand und die Schadenent- wicklung detailliert zu untersuchen.
Die Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (damals: Eidg. Anstalt für das forstliche Versuchswesen) wurde mit der Aufgabe betraut, die Erhebungen über den Gesundheitszustand durchzu- führen. Das Sanasilva-Teilprogramm «Terrestrische Waldschadeninventur» erfaßt dabei den Waldzustand der ganzen Schweiz und von Großregionen. Um die lokale und regionale Schadensituation detailliert und flächendeckend zu erfassen, drängte sich der Einsatz von Luftbildern auf. Aus diesem Bedürfnis heraus ent- stand das Sanasilva-Teilprogramm «Waldzustandser- fassung mit Infrarot-Luftbildern».
In der Anfangsphase des Projektes Sanasilva (1983/84) bestand in erster Linie das Bedürfnis, den Zustand des Waldes und das Ausmaß der Schäden zu kennen. Der Forstdienst benötigte:
1 . detaillierte Grundlagen über das Schadenausmaß auf Stufe eines Forstbetriebes (einer Gemeinde, einer Region), Plangrundlagen über die örtliche Verteilung der Waldschäden und vor allem über die Lage der Schwerpunkte, um gezielt die notwendi- gen waldbaulichen Maßnahmen treffen zu können;
2. fundierte Unterlagen, um Behörden, Waldbesitzer und Öffentlichkeit sachgerecht und differenziert über den Zustand des Waldes informieren zu kön- nen;
3. Dokumente (Luftbilder), um die Entwicklung der Schäden langfristig verfolgen zu können.
Basierend auf den Bedürfnissen der Forstpraxis, über- nahm das Sanasilva-Teilprogramm «Luftbild» folgende Aufgaben:
1 . Entwicklung und Erprobung einer geeigneten Me- thode zur flächendeckenden Waldzustandserfas- sung auf Stufe des einzelnen Bestandes;
2. Einführen dieser Methode in die Praxis, und vor allem Unterstützen und Beraten der Kantone bzw.
der Interpreten;
3. laufende Verbesserung der Methode nach den Ansprüchen der Forstpraxis.
2 Organisation
Bei der Planung dieses Programmes ließen sich die Organisatoren von folgendem Leitgedanken lenken: Alle Arbeiten, die besser (einheitlich) und rationeller durch eine einzige Stelle ausgeführt werden, übernahm die WSL:
- Flugplanung und Herstellung der Luftbilder - Aus- und Weiterbildung der Luftbildinterpreten - Aufbau und Betrieb des Luftbildarchivs - Beratung
Die Kantone übernahmen ihrerseits die Auswertung der Luftbilder, sei es mit eigenem Personal oder in Zusam- menarbeit mit freierwerbenden Forstingenieuren. Diese dezentrale Lösung hat verschiedene Vorteile:
1. Die Kenntnisse der Luftbildinterpreten über die Wälder ihres Gebietes werden ausgenützt.
2. Methodische Erfahrungen und Ergebnisse der Un- tersuchungen finden rascher Eingang in die forst- liche Praxis.
3. Die Arbeitsplanung ist flexibler und kann an die Prioritäten des Forstdienstes angepaßt werden.
Aus organisatorischen Gründen wurde das Projekt in sieben Teilbereiche gegliedert. Im laufe der Zeit hat sich folgende Organisationsform als geeignet erwiesen (vgl.
Abb. 1):
1. Für die Gesamtleitung des Teilprogrammes «Luft- bild» ist die WSL zuständig.
2. Die Flugplanung wird zentral an der WSL (Gruppe Fernerkundung) ausgeführt.
3. Die Durchführung des Flugprogrammes übernimmt die Eidg. Vermessungsdirektion unter Beizug der privaten Flugdienste der Swissair Photo+ Vermes- sungen und der Firma Wild-Leitz, Heerbrugg. Die WSL unterstützt personell und materiell den Flug- dienst der Eidg. Vermessungsdirektion. Die Firma Wild-Leitz, Heerbrugg prüft das Filmmaterial und entwickelt die Filme.
Gesamtleitung
Flugplanung und Luftbildarchiv Hp. Gautschi
Infrarot-Flugprogramm
V+D: R. Hübscher/H. Diering WSL: Hp. Gautschi
Wild-Leitz: F. Bock
Abb. 1. Projektorganisation.
10
Dr. F.H. Schwarzenbach (bis 1986) B. Oester (ab 1986)
Methodenentwicklung
B. Oester
Inter- Photo- pretation grammetrie D. Lüscher P.Thee
Interpretationskurs Weiterbildungskurse
H. U. Scharrer
EDV/
GIS
Kanton M. Hägeli Aargau C. Frank
Luftbildauswertung Kantonsverteter:
Dr. R. Eichrodt (bis 1986) P. Raschle (ab 1987) Technische Betreuung:
H.U. Scherrer
Kanton Kanton Kanton WSL Zürich
ETH SBB
4. Die WSL baut ein Luftbildarchiv auf und leiht die Luftbilder aus.
5. Die Entwicklung der Methode erfordert die Mitwir- kung von Fachleuten der Interpretation, der Photo- grammetrie und der Informatik. Die Hauptarbeit leisteten Herr Hans Ulrich Scharrer und seine Mit- arbeiter.
6. Die interessierten Interpreten werden an einem vier- bis fünfwöchigen Grundkurs ausgebildet. An- schließend kommen die Interpreten regelmäßig zu Testinterpretationen und zum Austausch ihrer Er- fahrungen zusammen.
7. Die meisten Infrarot-Luftbilder werden durch die Kantone ausgewertet. Daneben beteiligen sich auch die ETH Zürich, Fachbereich Forsteinrichtung und die WSL.
Die gewählte Organisationsform erfordert eine intensive Zusammenarbeit zwischen Bund und Kantonen, zwischen den Fachspezialisten der WSL und der Forst- praxis, zwischen der WSL, der Eidg. Vermessungs- direktion, dem Bundesamt für Militärflugplätze und der Firma Wild-Leitz, Heerbrugg.
3 Methode
3.1 Vorgeschichte
Die Methode der flächendeckenden, bestandesweisen Schadenerfassung anhand von farbigen Infrarot-Luftbil- dern stützt sich auf die Erfahrungen, die bei Waldscha- denuntersuchungen im Wallis während der Jahre 1976-1981 gesammelt wurden (FLüHLER et al., 1981).
Die Arbeitstechnik wurde in den Jahren 1982-1984 weiterentwickelt. Dabei haben Versuche mit Luftbildern von unterschiedlichem Bildmaßstab ergeben, daß Luft- bilder mit einem mittleren Maßstab von 1 : 9000 für die gestellte Aufgabe optimal sind . Es ist der kleinstmögli- che Bildmaßstab, bei welchem noch gesunde Bäume von geschädigten unterschieden werden können und gleichzeitig die größtmögliche Waldfläche zur Beurtei- lung der Waldschäden erfaßt wird .
Im folgenden wird die Methode kurz erklärt. Sie ist ausführlich im zweiten Bericht (ScHERRER et al„ 1990) beschrieben.
3.2 Datenerfassung
Die flächendeckende Waldschadenerfassung erfolgt in sechs Arbeitsschritten (SCHWARZENBACH et al„ 1986;
ScHERRER et al „ 1990):
a) Vorarbeiten
Die wichtigste Vorbereitungsarbeit für den Interpre- ten ist das Erstellen der Interpretationsschlüssel.
Dazu werden Merkmale, die im Luftbild erkennbar sind, zur Bestimmung der Baumart, der Entwick- lungsstufe und vor allem zur Beurteilung der Vitalität herangezogen und durch Vergleiche mit den Beob- achtungen am Boden auf ihre Brauchbarkeit für die Interpretation geprüft. Die zu unterscheidenden Klassen beziehungsweise Stufen entsprechen nach Möglichkeit den im Forstdienst üblichen Definitio- nen. Die Ergebnisse dieses Vergleiches werden im Interpretationsschlüssel zusammengefaßt.
b) Ausscheiden von Bestandeseinheiten auf dem Luft- bild
12
Flächen mit homogenen Bestandes-, Schaden- und Standortsmerkmalen werden im Luftbild abgegrenzt.
Diese Flächen entsprechen grundsätzlich den Be- wirtschaftungseinheiten eines Forstbetriebes.
c) Photogrammetrische Auswertung
Bekanntlich wird das Gelände auf dem Luftbild nicht maßstabgetreu (in einem bestimmten Bildmaßstab), sondern verzerrt abgebildet. Doch läßt sich die zentralperspektivisch verzerrte Abbildung mit pho- togrammetrischen Stereokartiergeräten in eine orthogonale und damit flächentreue Darstellung überführen. Mit Stereokartiergeräten werden die Grenzen der im Luftbild ausgeschiedenen Bestände lagegenau auf Übersichtspläne im Maßstab 1: 5000 oder 1 :10000 übertragen.
d) Bestandesweise Schadenbeurteilung
Die ausgeschiedenen Bestände werden am Aviopret, einem optisch hochwertigen Stereoskop, interpretiert.
Zuerst werden Mischungsgrad, Entwicklungsstufe und Deckungsgrad der einzelnen Bestände be- stimmt. Anschließend erfolgt die Schadenbeurtei- lung, wobei Laub- und Nadelholz getrennt erfaßt werden. Es lassen sich fünf Schadenkategorien unterscheiden (Tab. 1 ). Als Grundlage dienen detail- lierte Interpretationsschlüssel (vgl. ScHERRER et al „ 1990). Die Flächenanteile der fünf Schadenkatego- rien werden in 10-Prozent-lntervallen erfaßt.
e) Verifikation im Wald
Die Vielfalt der Erscheinungsformen in der Natur und die daraus resultierenden Unsicherheiten bei der Interpretation zwingen den Interpreten, die an- hand des Luftbildes vorgenommene Beurteilung im Gelände zu überprüfen.
Tab. 1. Schadenkategorien
Schaden-
Beschreibung kategorie
0 keine auf dem Luftbild erkennbaren Schäden 1 VerfärbungNergilbung
2 leichter Nadel- bzw. Blattverlust 3 starker Nadel- bzw. Blattverlust 4 abgestorben
- -- ·
- --
Abb. 2. Analytisches Auswertegerät BC 25 der Firma Wild- Leitz, Heerbrugg. Mit photogrammetrischen Auswertegeräten werden Luftbildinformationen lagegenau erfaßt, gespeichert und auf Pläne und Karten übertragen.
f) Abschlußarbeiten
Der letzte Schritt umfaßt folgende Teilarbeiten:
- Bestimmen der Bestandesgröße - Bereinigen der Bestandesgrenzen und
definitives Numerieren der Bestände - Bereinigen der Formulare oder der
EDV-Bestandeslisten - Auswerten der Daten - Kolorieren der Pläne - Verfassen eines Berichtes
3.3 Datenauswertung
Neben der kartographischen Darstellung der Daten lohnt es sich, das Zahlenmaterial tabellarisch zusammenzu- fassen und statistisch auszuwerten. Dabei interessieren einerseits die Daten über die Verteilung der Entwick- lungsstufen, andererseits die Angaben über das Ausmaß der Schäden, unterteilt nach den verschiedenen Scha- denkategorien. Oft sind die Nadelbäume stärker ge- schädigt als die Laubbäume, und dementsprechend ist eine nach Baumarten getrennte Analyse sinnvoll.
3.4 Kartendarstellung
Die Ergebnisse der Luftbildinterpretation werden in Form von thematischen Karten dargestellt. In der Praxis ha- ben sich zwei Typen bewährt: Die Schadenkarte und die Schadenintensitätskarte.
Die Schadenkarte zeigt für jeden Bestand den prozentualen Flächenanteil aller geschädigten Bäume.
Dabei sind folgende Kategorien zusammengefaßt:
«Verfärbt», ccleichter» oder «starker Blattverlust„, «ab- gestorben». Diese Karte ist einfach und leicht lesbar.
Der Grad der Schädigung wird auf der sogenann- ten ccSchadenintensitätskarte» dargestellt. Zu diesem Zweck wird der durchschnittliche Schädigungsgrad pro Bestand berechnet. Der prozentuale Anteil der verschie- cli::inen Schadenkategorien wird dabei mit dem entspre- chenden Faktor ccO» bis «4» multipliziert, zum Beispiel der Anteil der Schadenkategorie 1 mit dem Faktor 1, usw. Die Summe aller fünf Produkte ergibt den durch- schnittlichen Schädigungsgrad. Er variiert zwischen O (gesunder Bestand) und 4,0 (alle Bäume abgestorben).
In Gebieten mit einer großen Zahl stark geschä- digter Bestände kann es sinnvoll sein, nur den Anteil der starken Schäden kartographisch darzustellen. Als Bei- spiel sei die Starkschadenkarte von Altdorf (ScHERRER et al., 1990) erwähnt.
3.5 Kosten
Die Kosten für die Luftbildauswertung und die Herstel- lung einer Karte betragen bei günstigen Verhältnissen zwischen Fr. 25.- und Fr. 30.-/ha Wald (Preisbasis 1987). Die Kosten hängen vor allem von der durch- schnittlichen Bestandesgröße, vom Schwierigkeitsgrad der Interpretation und vom Detaillierungsgrad ab. In diesen Kosten ist das Abfassen eines Berichtes nicht eingeschlossen.
Die Kosten für das Bildmaterial betragen im Durchschnitt etwa Fr. 5.-/ha Waldfläche und enthalten Flugplanung, Filmmaterial, Filmentwicklung, Testflüge und Flugkosten. Dabei ist zu beachten, daß die ange- gebene Zahl als Durchschnittswert aus allen Flügen berechnet worden ist. Eine einzelne Linie kann jedoch Flugkosten bis zu einigen tausend Franken verursa- chen. Die Flugkosten hängen von der Distanz des Auf- nahmegebietes von der Flugzeugbasis und dem Um- fang beziehungsweise der Anzahl Fluglinien ab.
4 Zentrale Dienstleistungen
Zu den Dienstleistungen des Sanasilva-Teilprogram- mes «Luftbild» gehören die Flugplanung, die Ausbil- dung der Interpreten und das zentrale Luftbildarchiv.
4.1 Flugplanung und -organlsation Dazu gehören:
Einkauf der Infrarotfilme - Testen der Filmeigenschaften
Flugplanung
Testflüge mit allen beteiligten Flugunternehmen - Durchführung der Bildflüge (Flugdienst der Eidg.
Vermessungsdirektion, Bundesamt für Militärflug- plätze, Swissair Photo + Vermessung, Wild-Leitz, Heerbrugg)
Entwicklung der Filme (Wild-Leitz, Heerbrugg) - Qualitätskontrolle der Luftbilder
Tab. 2. Technische Angaben.
Bildmaßstab 1 : 9000
Flughöhe Rund 1900 m ü. Boden
Objektiv Brennweite 21 cm
Die technischen Angaben sind in der Tabelle 2 zusam- mengefaßt. Sie sind ausführlich im Bericht 318 (ScHERRER et al., 1990) beschrieben.
Umfang des Flugprogrammes
In den vergangenen vier Jahren wurden in allen Kanto- nen, mit Ausnahme von Genf und Zug, Infrarot-Luftbilder im Maßstab 1 : 9000 aufgenommen. Außerdem wurde das ganze Fürstentum Liechtenstein flächendeckend photographiert. Von den über 700 geplanten Fluglinien konnten bis Ende 1987 664 Linien realisiert werden (Tab. 3 und Abb. 3).
Längsüberdeckung 85%. Diese Überdeckung erlaubt es, zwei Bildserien mit je 70% Längsüberdeckung (Gebrauch- und Archivserie) zu erstellen
Querüberdeckung 25%
Filmtyp Kodak Aerochrome lnfrared 2443
Flugperiode 20. Juli bis 31 . August
Wetterlage Fernsicht mehr als 15 km, kein Dunst, keine Wolken oder Wolkenschatten
Sonnenstand Höher als 40 Grad
Flugrichtung In flachen Gebieten: Nord-Süd
Im Gebirge: den Talflanken entlang mit möglichst einheitlichen Höhenlagen und Expositionen
14
Die Kantone Aargau und Baselland wünschten von Anfang an eine flächendeckende ihrer Hoheitsgebiete. Die meisten Kantone beschrankten sich jedoch auf Problemgebiete oder auf Waldgebiete von besonderem Interesse. Da in den ersten Jahren (1984/85) möglichst viel Wald dokumentarisch festge- halten werden sollte, wurden im Gebirge skelettartig, das heißt den bewaldeten Talflanken entlang erste Bild-
Tab. 3. Zusammenstellung der realisierten Fluglinien (V+D:
Eidg. Vermessungsdirektion).
Jahr Anzahl Anzahl Flugdienst
Fluglinien Bilder
1984 136 4500 V+D, Swissair
1985 218 8600 V+D, Swissair
1986 110 3100 V+D
1987 200 5200 V+D
Total 664 21400
flüge durchgeführt. Später wurden diese Streifen er- gänzt, so daß heute große Gebiete von der Talsohle bis zur Waldgrenze und vielfach bis in die Lawinenanrißge- biete flächendeckend erfaßt sind.
4.2 Ausbildung der Interpreten
Die Auswertung der Luftbilder stellt hohe Anforderungen an die Interpreten. Vorausgesetzt werden umfassende forstliche Kenntnisse und ein einwandfreies, stereos- kopisches Sehvermögen. Für die Grundausbildung ist ein 4- bis 5-wöchiger Kurs notwendig. Später treffen sich die Interpreten regelmäßig zu Testinterpretationen und zum Austausch von Erfahrungen. Ziel dieser Tagungen ist es, die individuellen Abweichungen bei der Beurtei- lung der Luftbilder möglichst gering zu halten, Probleme an konkreten Beispielen gemeinsam zu lösen und Unsi- cherheiten durch gemeinsames Interpretieren und an- schließende Verifikation im Gelände zu eliminieren.
Diese Tagungen sind für die Aufrechterhaltung von qualitativ hochstehenden Interpretationen unbedingt notwendig.
4.3 zentrales Luftbildarchiv
Die Luftbilder sind Eigentum des Bundes und werden an der WSL zentral verwaltet. Um das Registrieren und die Ausleihe zu vereinfachen und zu rationalisieren, wurde ein EDV-Programm entwickelt.
5 Ergebnisse
Das Auswerten der Luftbilder erfolgt größtenteils im Auftrag der zuständigen Kantonsforstämter, in Einzelfäl- len auch im Auftrag von Gemeinden oder Waldbesit- zern. Zusätzlich führen auch Bundesstellen (WSL, ETH, BUWAL, SBB) Untersuchungen mit Infrarotaufnahmen durch, vor allem in Problemgebieten mit besonderen Fragestellungen. In Tabelle 4 sind die Waldflächen pro Kanton zusammengefaßt, die in den Jahren 1984-1987 anhand von Infrarot-Luftbildern beurteilt wurden. Ge- samthaft wurde der Zustand von rund 1550 km2 Wald erfaßt und auf thematischen Karten dargestellt. Die Beurteilung des Waldzustandes der Kantone Baselland und Appenzell-lnnerrhoden sowie das Fürstentum Liechtenstein erfolgte flächendeckend. In den übrigen
Tab. 4. Kartierte Waldfläche 1984-1987 (die Flächenangaben sind auf 50 ha gerundet).
Kanton Ausgewertete Fläche Kanton Ausgewerte Fläche
in ha in% in ha in%
AG 19900 40 NW -
Al 5000 100
ow
1150 6AR 100 1 SG 11400 22
BE 2900 2 SH 1550 12
BL 16250 100
so
11200 36BS 350 71
sz
2200 8FR 6100 17 TG 1400 7
GE
-
Tl 17100 15GL 2900 18 UR 5250 25
GR 31050 18 VD 200 0,2
JU 50 0,1
vs
400 0,3LU 11550 31 ZG -
NE 600 2 ZH 6800 14
Total 155400
16
Kantonen konzentrierten sich die Kartierungsarbeiten auf Problemgebiete oder auf Waldflächen, in denen Wirtschaftsplan-Revisionen durchgeführt wurden.
Über die Ergebnisse der kantonalen Waldscha- denkartierungen haben kantonale und örtliche Forst- dienste selbst mittels Pressekonferenzen, Berichten, Karten und Ausstellungen informiert (EGGENBERGER, 1986;
RAGETH, 1986; ScHERRER und REBMANN, 1987; ZuBER, 1986a,b,c). Die ersten Erfahrungen sind im Bericht Nr. 285 der EAFV (SCHWARZENBACH et al., 1986) zusam- mengefaßt.
Als Beispiel einer Waldschadenkartierung dient die Waldschadenkarte des Testgebietes «Alptal»
(Abb. 5) .
Über die Waldschadenentwicklung in den Untersu- chungsgebieten Altdorf, Flims und Zofingen wurde jähr- lich im Sanasilva-Waldschadenbericht informiert (OESTER, 1985, 1986, 1987).
Die Waldschadenerhebungen brachten in ihrer Gesamt- heit folgende Ergebnisse:
1. Das Ausmaß und die Intensität der Schäden sind regional und lokal verschieden.
2. Mit zunehmendem Alter (Entwicklungsstufe) nimmt sowohl der Anteil der geschädigten Bäume als auch der Grad der Schädigung zu.
3. Laubbäume sind in der Regel weniger häufig und weniger stark geschädigt als Nadelbäume.
Die Ursachen der Schäden können bei der Luftbildinter- pretation nicht erkannt werden. Hingegen ist es möglich, die räumliche Verteilung der Waldschäden festzustellen (HÄGELI etal., 1987) und in bestimmten Fällen auf indirek- te Weise auf die Ursache zu schliessen .
Vergrößertes Infrarot-Luftbild Terrestrisches Aussehen
Gesund aussehende Fichte (Nadelverlust 10%)
Leicht geschädigte Fichte (Nadelverlust 35%)
Stark geschädigte Fichte (Nadelverlust 80%)
Abgestorbene Fichte
Prozent 100
90 80 70 60 50 40 30 20 10
0
-
gesund
Prozent
Jungwuchs / Dickung
1 1
verfärbt leicht stark tot Schadenkategorien
Stangenholz
90 80 70 60 50 40 30 20 10
...
gesund verfärbt leicht stark tot Schadenkategorien
Prozent Stufige Bestände
90 80 70 60 50 40 30 20 10
gesund verfärbt leicht stark tot Schadenkategorien
D
NadelbäumeD
LaubbäumeProzent Schwaches Baumholz
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
gesund verfärbt leicht stark tot Schadenkategorien
Prozent Mittleres Baumholz
90 80 70 60 50 40 30 20 10
gesund verfärbt leicht stark tot Schadenkategorien
Prozent Starkes Baumholz 100
90 80 70 60 50 40 30 20 10 0
gesund verfärbt leicht stark tot Schadenkategorien
D
NadelbäumeD
LaubbäumeAbb. 6. Verteilung der Vitalitätsstufen «gesund» bis «abgestorben» in Abhängigkeit von der Entwicklungsstufe.
18
6 Erfahrungen aus der Forstpraxis
Diese Zusammenstellung basiert auf einer Umfrage bei den beteiligten Kantonen. Da jeder Kanton spezielle Probleme zu bewältigen hatte und andere Schwerpunk- te setzte, sind die Erfahrungen nicht gleich.
Das Infrarot-Programm als Ganzes wird von allen Beteiligten positiv beurteilt. Folgende Punkte werden hervorgehoben:
1 . Die Luftbilder sind qualitativ hochwertige Dokumente, und stellen unbestechliche Belege dar.
2. Die Waldschadenkarten sind als glaubwürdige Do- kumente im Forstdienst und in der Öffentlichkeit sehr gut aufgenommen worden .
3. Wichtige Voraussetzungen für die Akzeptanz sind : einheitliche Interpretation und Erläuterung der Er- gebnisse bei der Präsentation.
4. Die relativ feine Bestandesausscheidung stellt eine gute Grundlage für die Bestandeskarte dar.
5. Die Bestandesabgrenzung kann auch für die Pla- nung von waldbaulichen Maßnahmen verwendet werden, wobei eine Senkung der Kosten im Ver- gleich zu den herkömmlichen Verfahren resultiert.
Zudem bilden Angaben über die Vitalität des Wal- des wichtige Grundlagen für die Planung von wald- baulichen und technischen Maßnahmen (Wald- bauprojekte, Wirtschaftsplan-Revisionen) .
6. Die flächendeckende Waldschadenerfassung an- hand von Luftbildern ergänzt und stützt die Ergeb- nisse der terrestrischen Waldschadenbeurteilung.
Als Vorteil der Schadenkartierung wird vor allem hervorgehoben, daß Schadenschwerpunkte und Problemgebiete rasch erkannt und lokalisiert wer- den können.
7. Luftbilder sind vielseitig verwendbar, regen zu inter-
1. Oft ist es schwierig und aufwendig, Luftbilder aus verschiedenen Jahren miteinander zu kombinieren.
Der Interpret arbeitet mit wechselndem Bildmate- rial und muß sich laufend umstellen.
2. Auf der Karte ist der Waldzustand aus verschiede- nen Jahren dargestellt. Da sich jedoch der Vitalitäts- zustand des Waldes von Jahr zu Jahr ändern kann, müssen auf den Schadenkarten die Aufnahmejahre gebietsweise vermerkt werden.
3. Bei den Skelettflügen wurde die obere Waldgrenze meistens nicht erfaßt. Wie sich später herausstellte, liegen jedoch viele Gebiete mit waldbaulichen und forsttechnischen Problemen in den höchstgelegenen Waldstufen.
Die Ursachen derartiger Fehler lagen bei der man- gelnden Erfahrung der Beteiligten. Das Problem wurde rasch erkannt und durch Beratung und Schulung beho- ben.
Obwohl das Verfahren sich als praxistauglich erwies und die Organisation reibungslos verlief, ist der Erfolg einer neuen Methode damit nicht garantiert. Viel hängt von der Umsetzung und der Verbreitung der Resultate in der Forstpraxis und der Öffentlichkeit ab.
Dieser Schritt wurde von den Kantonen recht unter- schiedlich vollzogen. Einzelne Kantonsforstämter haben die Resultate vorwiegend für den internen Gebrauch archiviert. Andere Kantone legen den Kreis- und den Revierförstern, den lokalen Behörden und der Bevölke- rung die Resultate mit fachkundigen Kommentaren vor.
Es bestätigte sich, daß eine kommentarloses Abgeben von Schadenkarten an Nicht-Spezialisten zu Fehlinter- pretationen führen kann, weil die meisten dieser Adressaten nicht in der Lage sind, die Karten richtig zu
und Waldbesitzer; daneben orientiert er die Medienver- treter und die Öffentlichkeit in sach- und adressatenge- rechter Form.
Eine weitere Erfahrung ist, daß Angaben über den Anteil geschädigter Bäume (Schadenkarten) für die forstliche Maßnahmenplanung meistens nicht genügen.
Um den Grad der Schädigung zu berücksichtigen, wäh- len immer mehr Kantone als Ergänzung zur Schaden- karte die Schadenintensitätskarte.
Verwendung der Karten
Eine Umfrage bei den beteiligten Kantonen hat ergeben, daß Schaden- und Schadenintensitätskarten u.a. für folgende Bereiche Verwendung fanden:
- Beschreibung des Gesundheitszustandes von Waldbeständen anläßlich von Wirtschaftsplan-Re- visionen
- Verwendung als Grundlage und Dokumentation für Wiederherstellungs- und Verbauungsprojekte, für waldbauliche Entscheidungen und Beratungen auf allen Stufen des Forstdienstes
Basis für Öffentlichkeitsarbeit
- Unterlagen zur Erklärung der räumlichen Verteilung der Waldschäden
- Vergleich mit terrestrischen Aufnahmen (Stichpro- benerhebung, Beobachtungen) über den Gesund- heitszustand der Wälder
- Dokument zur Erfassung der langfristigen Entwick- lung des Waldzustandes
Verwendung der Infrarot-Luftbilder 1 : 9000
Da die Qualität der Luftbilder hervorragend ist und der Bildmaßstab eine vielfältige Auswertung erlaubt, ver- wenden einzelne Kantone die Infrarot-Luftbilder zu- nehmend auch für andere Zwecke:
- Erstellen von Bestandeskarten
Bestandesausscheidung als Grundlage für Wald- bauprojekte und waldbauliche Maßnahmenplanung - Ausscheiden von Wiederherstellungsflächen (von Lawinen: ZoJA, 1988; von Rüfen, Windwürfe, Wald- brände, Waldverlichtung: RAGETH, 1988)
22
Nachführen der Waldgrenzen auf Übersichts- und Grundbuchplänen
Dokumentation zu Waldfeststellungen
- Nachführen von Übersichtsplänen: Straßen, Ge- bäude, Freileitungen
- Kartierung von Feuchtgebieten und Trockenstand- orten
- Kartierung von Baumgruppen und Feldgehölzen Kartierung landwirtschaftlich genutzter Flächen (z.B.
Wald/Weide-Ausscheidung)
- Beurteilung von Obstbaumschäden (MASUMY und SCHLÄPFER, 1987)
Außerdem bietet das Luftbild die Möglichkeit, nach Stür- men, Überschwemmungen, Lawinen und anderen Na- turereignissen rasch einen umfassenden Überblick über ein großes Schadengebiet zu gewinnen (Überschwem- mung in Poschiavo und im Goms, 1987; Bergrutsch bei Giswil, 1986; Brand bei Balzers, 1985). Auch nach einem Föhnsturm in der Zentral- und Ostschweiz im Jahre 1987 wurden Infrarot-Luftbilder zur Beurteilung der Schadensituation und zur Ausarbeitung von Wieder- herstellungsprojekten im Kanton Appenzell-lnnerrhoden verwendet.
Die Liste der Anwendungsmöglichkeiten ist mit diesen Beispielen keineswegs abgeschlossen. zweifel- los werden diese Luftbilder in Forschung und Praxis künftig noch für weitere Aufgaben herangezogen werden.
Wünsche der forstlichen Praxis
Das Luftbild wird vom Forstdienst als wertvolles Hilfsmit- tel geschätzt und in zunehmendem Maß auch eingesetzt.
Noch fehlen aber für verschiedene Anwendungszwecke praxistaugliche Lösungen:
- Praxistaugliche Methode, um aus Serien zeitlich gestaffelter Luftaufnahmen die mittel- und die lang- fristige Entwicklung des Waldzustandes auf be- trieblicher und regionaler Ebene zu erfassen - Verknüpfen von Waldschadenkartierung und Forst-
einrichtung
- Verwenden von geographischen Informationssyste- men in der forstlichen Planung
- Differenzieren der Waldschäden nach Ursachen (z.B. Brand, Pilzbefall, Schäden durch Insekten, Schneedruck, Immissionsschäden, usw.)
Außerdem wünschen die Kantone die Weiterführung der Infrarot-Bildflüge unter Ausschöpfung aller techni- schen Möglichkeiten zur Sicherung der hervorragenden Bildqualität.
7 Ausblick
Die Erfahrungen aus den Jahren 1984-1987 haben gezeigt, daß Infrarot-Luftbilder ein gutes Arbeitsinstru- ment sind, sei es zur Erfassung von Waldschäden, sei es zur Herstellung forstlicher Planungsgrundlagen. Mit zu- nehmender Sicherheit in der Verwendung der Luftbilder sind die Kantone auch anspruchsvoller und ihre Wün- sche vielfältiger geworden. Für die nächste Vierjahres- periode von Sanasilva (1988-1991) wurden deshalb folgende Ziele und Aufgaben formuliert:
1. Unterstützung und Beratung der Forstpraxis beim Erfassen der Waldschäden und der Schadenent- wicklung mit Mitteln der Fernerkundung.
2. Optimale Koordination, Planung und Durchführung von Bildflügen in ausgewählten Schadengebieten, wobei die speziellen Wünsche der Forstdienste so- weit wie möglich berücksichtigt werden.
3. Weiterführung und Verbesserung der Aus- und Wei- terbildung von Luftbildinterpreten und kantonalen Beauftragten in Fragen der Fernerkundung.
4. Ausbau der statistischen Auswertungsmethoden für die maximale Ausschöpfung der Informationen aus der Luftbildinterpretation.
5. Entwickeln eines Verfahrens für Folgeaufnahmen der flächendeckenden Waldschadeninventur mit Infrarot-Luftbildern 1 : 9000 mit dem Ziel, Verände- rungen des Zustandes auf Stufe des Bestandes flächendeckend zu erfassen .
6. Entwickeln geeigneter Methoden für die Verwen- dung der Luftbilder bei Katastrophenfällen, Wald- bauprojekten und Projekten des Wildbach- und Hangverbaues.
7. Auswerten der Luftbilder aus Gebieten von beson- derem wissenschaftlichem Interesse: Landschaften
erwarten eine praxistaugliche Methode zur Erfassung der Waldveränderungen mit Angaben über den geeig- neten Zeitabstand zwischen zwei Aufnahmen und mit Hinweisen über Art und Ausmaß der anfallenden Ko- sten.
Ursachen der Waldschäden
Die Ursachen der Waldschäden sind auf dem Luftbild nicht erkennbar. Die Ursachen sind meistens sehr komplex und in der Regel nicht auf eine einzige Ursache zurückzuführen. In speziellen Fällen kann das Luftbild Hinweise geben auf mögliche Verursacher. Beispiels- weise kann beurteilt werden, ob in unmittelbarer Um- gebung einer ortsfesten Emissionsquelle vermehrt Schäden auftreten. Bei der Interpretation müssen je- doch die bekannten Abhängigkeiten der Schäden z.B.
von Baumart und Baumalter berücksichtigt werden. Ein erster Versuch zur Quantifizierung der Ursachen bildet die Entwicklung des sogenannten «Schadenindexes"
(HÄGELI et al.' 1987).
EDV-Einsatz und Geographische Informations- systeme
Bei der Auswertung von Infrarot-Luftbildern sind die Möglichkeiten der Informatik und die Methoden der mathematischen Statistik noch vermehrt auszunutzen.
Mehrere Kantone haben die Absicht geäußert, ihre Interpretationsdaten statistisch auszuwerten und nach zusammenhängen zwischen den Schäden und be- stimmten Wald- und Standortmerkmalen zu suchen.
Geographische Informationssysteme könnten solche Untersuchungen wesentlich erleichtern.
8 Zusammenfassung und Schlußfolgerung
Das Sanasllva-Tellprogramm ccWaldzustandserfas- sung mit Infrarot-Luftbildern»
Im Rahmen des Sanasilva-Programmes wurde in den Jahren 1984-1987 ungefähr ein Drittel des schweizeri- schen Waldareals mit farbigen Infrarot-Luftbildern im Maßstab 1: 9000 erfaßt. Bis 1987 wurden rund 150000 ha Wald beurteilt. Die Erfahrungen der am Sanasilva- Teilprogramm «Luftbild» beteiligten Kantone, des Für- stentums Liechtenstein und der WSL lassen sich wie folgt zusammenfassen:
Die Methode
Die Methode der flächendeckenden, bestandesweisen Waldschadenerfassung hat sich in der Forstpraxis be- währt. Die Auswertung der Infrarot-Luftbilder im Maß- stab 1 : 9000 hat gezeigt, daß Bäume nach folgenden Schadenkategorien beurteilt werden können:
- keine auf dem Luftbild sichtbaren Schäden - VerfärbungNergilbung der Krone
- leichter Nadel- bzw. Blattverlust - starker Nadel- bzw. Blattverlust - abgestorbene Bäume
Für die Interpretation sind gut ausgebildete Forstleute einzusetzen. Auch an die optischen Interpretationsgerä- te werden hohe Anforderungen gestellt.
In der Praxis haben sich zwei Typen von Wald- schadenkarten eingebürgert. Die Mehrheit der Kantone bevorzugt die Waldschadenkarte im klassischen Sinn, die bestandesweise den prozentualen Flächenanteil geschädigter bzw. gesunder Bäume abbildet. Andere Kantone sind mehr an der Intensität der Schäden inte- ressiert und bevorzugen deshalb die Schadenintensi- tätskarte. Die Schadenkarte differenziert besser in Ge- bieten mit wenig Schäden, die Schadenintensitätskarte hingegen besser in Wäldern mit starken Schäden.
Die flächendeckende Waldschadenerfassung stellt ein zweckmäßiges Hilfsmittel für die forstliche Praxis dar. Sie gibt einen guten Überblick über die lokale Waldschadensituation und erleichtert Entscheidungen für die Planung forstlicher Maßnahmen . Hingegen sind die Ursachen der Schäden auf den Luftbildern nicht sichtbar.
24
Organisation und Dienstleistungen
Das Prinzip, daß die Flugorganisation und die Ausbil- dung der Interpreten zentral geleitet und durchgeführt werden, die Auswertung der Luftbilder hingegen dezen- tral von kantonalen Interpreten ausgeführt wird, wurde von allen Kantonen begrüßt. Diese Lösung trug wesent- lich dazu bei, daß einerseits einheitliches Bildmaterial von hoher Qualität als Grundlage für die einheitliche Schadenbeurteilung vorlag und andererseits die Er- gebnisse rasch von der Praxis übernommen werden konnten.
Der größte Teil der gewünschten Luftbilder konnte termingemäß und in guter Qualität hergestellt werden . Das große Know-how und die Leistungsfähigkeit des Flugdienstes der Eidg . Vermessungsdirektion und der Firma Wild-Leitz, Heerbrugg, trugen wesentlich zum Erfolg bei.
Das zentrale Archiv und die Organisation der Luftbildausleihe an der WSL haben sich bewährt. Es ist zweckmäßig, diese Dienste in der bisherigen Form beizubehalten.
Aus- und Weiterbildung
Die Waldschadenbeurteilung stellt an die Interpreten hohe Anforderungen . Eine wichtige Voraussetzung ist das einwandfreie Sehvermögen, so daß die augenärzt- lichen Untersuchungen und die Stereoskopietests vor Beginn der Ausbildungskurse unerläßlich sind.
Für die Grundausbildung der Interpreten ist eine Kursdauer von mindestens 4 bis 5 Wochen erforderlich . · Anschließend sind regelmäßige Treffen für Erfahrungs- austausch und Testinterpretationen notwendig, um Qualität und Vergleichbarkeit der Interpretationen zu gewährleisten.
Dieser Aufwand für die Aus- und Weiterbildung lohnt sich nur, wenn die Interpreten bereit sind, für längere Zeit auf diesem Gebiet zu arbeiten. Von ent- scheidender Bedeutung sind dabei die Anstellungsbe- dingungen und die fachtechnische Unterstützung durch die kantonalen Forstdienste.
Umsetzung der Ergebnisse in die Praxis
Es hat sich gezeigt, daß kommentarloses Abgeben von Schadenkarten an Nicht-Spezialisten zu Fehlinterpreta- tionen führen kann . In der Praxis hat sich daher folgendes Vorgehen bewährt: Ein Beauftragter des Kantonsforst-
amtes arbeitet sich in die Thematik der Schadenerfas- sung, der Datenanalyse und der Kartierungsmethoden ein und übernimmt die Verantwortung für die Umsetzung und die Verbreitung der Resultate. Seine wichtigste Aufgabe besteht darin, die regionale Verteilung der Waldschäden zu charakterisieren, Schadengebiete her- vorzuheben und das Schadenmuster in seiner Bezie- hung zum Standort und zu waldbaulichen Gesichts- punkten darzustellen. Seine Gesprächspartner sind Forstleute und Waldbesitzer; daneben orientiert er die Medienvertreter und die Öffentlichkeit in sach- und adressatengerechter Form.
Das Luftbild als Dokument
Die Infrarot-Luftbilder erwiesen sich als wertvolle Doku- mente, um die Folgen von Naturereignissen zu belegen.
So konnten beispielsweise durch Vergleiche von Luftaufnahmen vor und nach solchen Ereignissen die Veränderung des Waldzustandes auf der Brandfläche Balzers, aber auch die Schäden durch den Bergrutsch bei Giswil oder die Überschwemmungen in Poschiavo detailliert untersucht werden. Außerdem kann das Luft- bild als Dokument von bleibendem Wert jederzeit auch für forstliche Forschungsprojekte mit neuen Problem- stellungen verwendet werden.
Zunehmend werden die Luftbilder auch für andere Zwecke ausgewertet, wie z.B. für:
- die Bestandeskartierung im Zusammenhang mit Wirtschaftsplan-Revisionen,
das Planen waldbaulicher Maßnahmen,
das Ausarbeiten von Wiederherstellungs- und Ver- bauungsprojekten,
das Nachführen der Waldgrenzen auf den Über- sichtsplänen,
das Beurteilen von Schäden an Obstkulturen und anderen landwirtschaftlichen Kulturen.
Empfehlung
Das Erfassen der Waldschäden mit Infrarot-Luftbildern und das Auswerten der Luftbilder nach der vorgeschlage- nen Methode ist zu empfehlen: wenn flächendeckende und bestandesweise Angaben über den Waldzustand erforderlich sind, z.B. für detaillierte Analysen des Ge- sundheitszustandes des Waldes, vor allem von Pro- blemgebieten für Waldbau- und Wiederinstandstel- lungsprojekte für Wirtschaftsplan-Revisionen (die Bestandesgrenzen können von der Waldschadenkartie- rung übernommen werden).
Das Luftbild ist insbesonders geeignet zur langfri- stigen Dokumentation des Waldzustandes
Resume et conclusion
Le projet Sanasilva cclnventalre des degäts aux forets
a
l'alde de photos aerlennes lnfrarouges»De 1984
a
1987, le programme Sanasilva a recense pres d'un tiers de l'aire forestiere suissea
l'aide de photos aeriennes infrarouges,a
l'echelle de 1: 9000. Cela signifie 150ooo
ha de forets examinees jusqu'en 1987.Apres avoir participe au projet «photos aeriennes», les cantons, la Principaute du Liechtenstein et le FNP resu- ment ainsi leurs experiences:
La methode
La methode de detection des degäts aux forets par surface
a
l'echelle des peuplements s'est revelee effi- cace. L'interpretation de photos aeriennes infrarouges,a
l'echelle 1: 9000, permet de classifier les arbres d'apres les categories de degäts observes. Les categories sont les suivantes:- Aucun degät visible sur la photo aerienne - Coloration/jaunissement
- Legere detoliation Forte defoliation - Arbres secs
II est certain que l'interpretation doit etre faite par des forestiers formes pour ce travail et munis d'appareils d'optique de banne qualite.
Les praticiens ont adopte l'usage de deux types de cartes: la carte des degäts aux forets et celle de l'intensite des degäts. La plupart des cantons preferent la carte des degäts ou la proportion d'arbres atteints et d'arbres sains est indiquee en pour-cent. D'autres sont plutöt interesses
a
connaitre l'intensite des degäts. lls choisissent alors l'autre carte. La carte des degäts nuance mieux les degäts moins graves tandis que la seconde est mieux appropriee aux regions ayant subi des degäts importants.L'estimation des degäts aux forets, faite sur des surfaces entieres, represente une aide utile
a
la pratique.Elle lui offre une bonne vue d'ensemble de la situation locale et facilite les decisions
a
prendre dans la planifi- cation des interventions forestieres. II va de soi que l'origine des degäts n'est pas visible sur les photos aeriennes.26
Organisation et prestatlons
L'organisation des vols et la formation des interpretes sont centralisees tandis que l'interpretation des photos aeriennes est realisee par des specialistes repartis dans les cantons. Les cantons sont favorables
a
ce principe.Cette solution presente deux avantages. D'une part, la qualite des photos reste toujours la meme, ce qui assure une interpretation homogene des degäts. D'autre part, la pratique a rapidement connaissance des resultats.
La plus grande partie des photos aeriennes ont pu etre developpees dans les delais prevus. Elles sont de bonne qualite. Le savoir-faire et la competence du personnel de vol de D+M et de la Maison Wild-Leitz,
a
Heerbrugg, ont largement contribue
a
cette reussite.Le service «Archives centrales et Pret de photos aeriennes» du FNP a fait ses preuves. II fonctionne bien et il importe de le maintenir sous sa forme actuelle.
Formation et postformatlon
L'estimation des degäts aux forets est une täche tres exigeante. Le responsable de cette interpretation doit jouir d'aptitudes visuelles parfaites. II sera d'ailleurs soumis
a
un examen de la vue eta
un test stereoscopi- que.La duree de la formation de base est de 4
a
5semaines au minimum. Les specialistes se rencontrent ensuite regulierement pour echanger leurs experiences et interpreter ensemble des tests, afin que leurs travaux restent parfaits et comparables.
Tout ce travail ne vaut la peine d'etre entrepris que si l'interprete est dispose
a
s'engager dans ce domaine pour une longue periode. C'est ici que l'appui du service forestier cantonal joue un röle decisif.Valorisation des resultats dans la pratique
Nous avons constate qu'en remettant
a
des non-specia- listes une carte des degäts qui n'est pas accompagnee de commentaires, nous risquions de les amenera
deserreurs d'interpretation. C'est pourquoi, les praticiens ont adopte la methode suivante:
L'lnspection cantonale des forets charge un specialiste de s'occuper de la thematique du releve des degäts.
L'interpretation et l'analyse des donnees, ainsi que la
valorisation et la diffusion des resultats lui sont aussi confiees. Sa täche est en somme de caracteriser les particularites de la station, du peuplement et des degäts de la region qu'il etudie et d'en informer le Service forestier local, les autorites, la population et la presse.
La photo aerienne, un document
Apres la manifestation de differents phenomenes na- turels, les photos aeriennes infrarouges ont servi de documents precieux. Elles ont permis par exemple d'analyser l'etat originel de la foret detruite par le feu
a
Balzers, ainsi que dans les zones sinistrees par l'eboulement de Giswil ou par les inondations de Poschiavo. Un tel document peut etre utile dans de nombreuses situations.
De plus en plus, on se retere aux photos aeriennes dans d'autres buts. Par exemple, pour
- etablir la carte du peuplement dans le cadre des revisions du plan d'amenagement; planifier des interventions; realiser des projets de reconstitution du peuplement, etc.
- reporter les limites forestieres sur les plans d'ensemble
- estimer les degäts causes aux cultures fruitieres ou agricoles
Recommandatlon
Nous recommandons cette methode de detection aeri- enne des degäts aux forets dans les cas suivants:
Lorsqu'il est necessaire d'obtenir des donnees indi- quant l'etat de la foret par surfaces et par peuplements.
Par exemple: pour des analyses detaillees sur l'etat sanitaire de la foret, en particulier dans les regions ou les degäts sont importants; pour des projets de sylviculture et de reconstitution de la foret; pour la revision du plan d'amenagement (les limites du peu- plement peuvent etre reprises de la carte des degäts aux forets) .
La photo aerienne est particulierement utile en tant que document qui exprime,
a
long terme, l'etat de la foret.Traduction: Monique Dousse
Riassunto e conclusione
II progetto Sanasllva «rlllevo dello stato del bosco per mezzo dl fotografle aeree agll lnfrarossi»
Nell'ambito del programma Sanasilva, durante il periodo 1984-1987 un terzo circa dell'area forestale svizzera
e
stato fotografato con foto aeree agli infrarossi in scala 1 : 9000. Le analisi sullo stato dei boschi hanno interes- sato, fino al 1987, una superficie complessiva di circa 150 000 ha. Le esperienze finora acquisite dai Cantoni partecipanti, dal Principato del Liechtenstein, nonche dall'lstituto di ricerca FNP durante queste progetto, possono essere cosl riassunte:
Metodo
II procedimento, ehe consiste nel rilievo dei danni ai boschi su intere superfici e per ogni singolo soprassuolo, si
e
rivelato adatto ad un impiego nella pratica forestale.L'interpretazione di foto aeree agli infrarossi in scala 1: 9000 ha evidenziato la possibilita di valutare lo stato degli alberi, distinguendo le seguenti categorie di danno:
- nessun danno visibile dalla foto aerea
- chioma con colorazione/ingiallimento anomale - lieve perdita di aghi o foglie
- forte perdita di aghi o foglie - alberi morti
Per i lavori di interpretazione deve essere impiegato personale forestale adeguatamente istruito. Elevati sono pure i requisiti qualitativi richiesti all'apparecchiatura impiegata per l'interpretazione ottica.
Nella pratica
e
divenuta usuale l'elaborazione di due tipi di carte dei danni ai boschi. La maggior parte dei cantoni ha preferito allestire carte dei danni ai boschi di tipo classico ehe indicano, a livello di soprassuolo, la percentuale di superficie con alberi danneggiati rispettivamente sani. Altri cantoni, maggiormente interessati al grado di danneggiamento dei boschi, hanno per contro preferito allestire le carte sull'intensita dei danni. La carta dei danni permette una migliore differenziazione laddove lo stato dei boschi none
grave,quella sull'intensita
e
per contro preferibile nelle zone dove i danni sono piu importanti.Offrendo una buona visione d'assieme sulla situazione dei danni boschivi a livello locale ed
28
agevolando la presa di decisioni a carattere assesta- mentale e selvicolturale, il rilievo dei danni ai boschi su intere superfici costituisce un prezioso strumento a disposizione della pratica forestale. Dalle foto aeree non
e
per contro possibile trarre indicazioni sulle cause dei danni.Organizzazlone e servizl offerti
La soluzione di centralizzare l'organizzazione dei voli e l'istruzione degli addetti all'interpretazione e di de- centralizzare l'analisi delle foto aeree, analisi eseguita da operatori cantonali,
e
stata gradita da tutti i cantoni.Questa suddivisione dei compiti ha permesso di raggiungere un duplice obiettivo: garantendo sia l'offerta di materiale fotografico qualitativamente ineccepibile ed uniforme, caratteristiche queste indispensabili a un'analisi dei danni unitaria; ehe una rapida diffusione dei risultati a livello pratico ed operative.
La maggior parte delle fotografie aeree richieste sono state fornite soddisfando le aspettative dal punto di vista qualitative e rispettando i termini di consegna prestabiliti. II grosso «Know-how» e l'efficienza del Servizio di volo della Direzione delle Misurazioni catastali e dell'azienda Wild-Leitz di Heerbrugg hanno contribuito in maniera decisiva alla riuscita del progetto.
La centralizzazione, presse l'istituto di ricerca FNP, delle attivita concernenti l'archiviazione delle foto aeree ed il prestito del materiale fotografico ha dato ottimi risultati. E' pertanto auspicabile ehe l'attuale struttura organizzativa di questi servizi venga mantenuta anche in futuro.
Formazione ed aggiornamento
Per essere idonei a valutare i danni ai boschi, gli addetti all'interpretazione del materiale fotografico devono possedere particolari requisiti. Considerando ehe la fotointerpretazione richiede una perfetta capacita visiva, risulta evidente la necessita di sottoporre i candidati a esami oculistici e a test di visione stereoscopica, ancora prima di iniziare i corsi di istruzione.
Per la formazione di base degli operatori sono necessari corsi di istruzione della durata minima di 4 o 5 settimane. In seguito, alfine di garantire la qualita e la confrontabilita delle interpretazioni fotografiche, sono
indispensabili incontri regolari durante i quali gli operatori possono scambiarsi esperienze ed eseguire test di interpretazione.
Gli sforzi per la formazione e per l'aggiornamento sono tuttavia paganti solo se gli operatori sono disposti a garantire una prolungata attivita in questo settore. In questo contesto le condizioni di impiego degli addetti ai rilievi ed il sostegno tecnico e professionale da parte dei servizi forestali cantonali costituiscono elementi fondamentali.
Diffusione del risultatl
In base alle esperienze fatte si
e
constatato ehe la diffusione, senzacommento, di carte dei danni a persone non competenti puo essere all'origine di interpretazioni errate. II seguente modo di procedere ha dato buoni esiti:una persona incaricata dall'ispettorato forestale cantonale, perfettamente informata in merito alla valutazione dei danni, all'analisi dei dati e alle tecniche di riproduzione cartografica, assume il compito e la responsabilita della divulgazione dei risultati. La sua attivita principale consiste nel dare informazioni sulla caratterizzazione e sulla distribuzione regionale dei danni, evidenziando le aree maggiormente danneggiate ed indicando in quale contesto il tipo di danno puo essere posto, in relazione alle condizioni stazionali e selvicolturali.
Suoi interlocutori principali sono le persone attive nel settore forestale ed i proprietari dei boschi. Accanto a cio egli mette al corrente, in una forma adatta, i rappresentanti dei media nonche l'opinione pubblica.
La foto aerea quale fonte di lnformazlone
messo ad esempio di esaminare i cambiamenti dello stato del bosco nelle aree percorse dall'incendio di Balzers, oppure di valutare minuziosamente i danni provocati dallo scoscendimento presso Giswil o dalle alluvioni awenute a Poschiavo. La foto aerea, costituendo un documenta il cui valore informativo perdura nel tempo, puo essere riutilizzata in qualunque momento anche per nuove ricerche o progetti forestali ehe si occupano di problematiche di altro genere.
Sempre piu spesso le foto aeree vengono analizzate anche per altri scopi tra i quali:
- l'allestimento di carte dei soprassuoli durante l'elaborazione di piani di assestamento,
- la pianificazione degli interventi selvicolturali, - l'elaborazione di progetti di premunizione o di
ricostituzione selvicolturale,
- l'aggiornamento di piani catastali sui limiti del bosco, - la valutazione di danni nei frutteti o in altre coltivazioni.
Raccomandazioni
II rilievo dei danni ai boschi per mezzo di foto aeree agli infrarossi e l'interpretazione delle foto aeree secondo il procedimento proposto, sono consigliabili quando
e
necessario valutare lo stato del bosco su interi comprensori boschivi e per soprassuolo, ad esempio per:
analisi dettagliate sullo stato del bosco in aree particolarmente problematiche
- progetti a carattere selvicolturale
- le revisioni dei piani di gestione (i limiti dei soprassuoli possono essere desunti dalle carte dei danni).
