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Originalartikel: Hunninghaus, M., Flury, E. (2011): GPS-Technologie soll die Bodenverdichtung minimieren. Wald Holz 92, 1: 19-21.
Autor(en): Mark Hunninghaus, Elias Flury (externe Autoren)
Online-Version: verändert, Stand: 03.12.2012
Redaktion: WSL, CH

GPS-Technologie soll die Bodenverdichtung minimieren

In den Wäldern der Forstbetriebsgemeinschaft Bucheggberg (Kanton Solothurn) fehlte bislang ein klar strukturiertes und langfristig festgehaltenes Feinerschliessungssystem. Ein GPS-basiertes Erfassungssystem könnte hier Abhilfe schaffen.

Fläche vor und nach der Bearbeitung
Abb. 1 - Willkürlich befahrende Fläche vor und nach der Bearbeitung. Anklicken zum Vergrössern!

ArcGis / FB Bucheggberg

 
tiefe Fahrspuren im Wald
Abb. 2 - Verschieden ausgeprägten Fahrspuren in einem Waldgebiet. sie verursachen tiefgreifende und langanhaltende Bodenveränderungen, die wichtige Bodenfunktionen beeinträchtigen.

Foto: Bodenökologie WSL

 
Bucheggberg
Abb. 3 - Kennzahlen zum FB Bucheggberg. Weitere Infos unter: www.fb-bucheggberg.ch

Die Waldungen des Bucheggbergs sind 1999 vom Sturm "Lothar" ziemlich in Mitleiden­schaft gezogen worden. Zusätzlich zu den rund 65 000 m3 Sturmholz fielen in den folgenden zehn Jahren mindestens ebenso viele an Zwangsnutzungen durch Folgeschäden wie Borkenkäfer, Wind­wurf oder Schneedruck an. Während die­ser Zeit waren die Waldbewirtschafter in erster Linie bemüht, die geschädigten Flächen so rasch wie möglichst zu räumen und das Holz zu den bestmöglichen Konditionen abzusetzen. Dabei spielte der Bodenschutz verständlicherweise eine eher untergeordnete Rolle. So wurden bestimmte Flächen in dieser Zeit nahezu flächig befahren.

Ein weiteres Problem während dieser Jahre war, dass keine Pläne über beste­hende Rückegassen existierten. Vor allem in Sturmflächen liessen sich bereits ange­legte Rückegassen im Gelände nachträg­lich ohne Luftbildauswertung oft nicht mehr auffinden. Das führte unweigerlich dazu, dass gewisse Waldflächen – trotz der Motivation für eine klare Feinerschliessung – mehrmals neu erschlossen wur­den. Es resultierten vielerorts überer­schlossene Bestände mit einem zu hohen Anteil an unproduktiver Fläche.

Langfristige Feinerschliessungssysteme anlegen

In letzter Zeit hat die Forschung zudem unmissverständlich auf das Problem der Bodenverdichtung aufmerksam gemacht: Nach einer Befahrung braucht der Wald­boden eine sehr lange Regenerations­phase. Deshalb sind Feinerschliessungs­systeme langfristig anzulegen. Ausserdem müssen sie jederzeit wieder auffindbar sein. Nur so kann die durch Befahrung geschä­digte Waldfläche möglichst klein gehalten werden. Dies ist für den Waldbesitzer auch aus wirtschaftlicher Sicht von Bedeutung, da er ein Interesse daran haben sollte, die unproduktive Fläche (z. B. Rückegassen) möglichst gering zu halten.

Das Erfassen aller Erschliessungsanla­gen im Bucheggberg kann natürlich die Bodenverdichtung nicht gänzlich aus­schalten. Aber es kann dazu beitragen, sie zu minimieren – dies indem der Ist-Zustand in einen Soll-Zustand über­führt wird. Das heisst, dass die vorhan­dene Erschliessung analysiert wird und so Übererschliessungen erkannt werden können. Nur so kann man das Rückegassennetz bereinigen und ein fixes Ras­ter in vernünftigen Abständen langfristig ausscheiden und festhalten. 

Moderne Technik machts möglich

Vergleichbar mit anderen Branchen stehen auch die Forstleute heute unter einem enormen wirtschaftlichen Druck. Durch die stetige Rationalisierung bleibt dem Förster kaum mehr Zeit für die Pla­nung und vor allem für die Erfassung von Rückegassen. Wen wundert's, dass die Aufnahme der gesamten Feinerschliessung im Bucheggberger Wald lange am befürchteten enormen Arbeitsaufwand scheiterte.

Doch die heutigen technischen Mittel wie GPS (globales Navigationssatelliten­system zur Positionsbestimmung und Zeitmessung) und Geoinformatik-Pro­gramme brachten uns auf die Idee, nach einem rationellen und günstigen Aufnahmeverfahren zu suchen, welches sich einfach in die tägliche Arbeit im Wald integrieren lässt. Dieser Gedanke war Ausgangspunkt für die Entwicklung eines simplen Erfassungssystems, mit welchem im ordentlichen Arbeitsablauf Rückegassen aufgenommen und diese im GIS auf digitalen Karten dauerhaft abgespei­chert werden können. Dies wird nicht nur zur Bodenschonung beitragen, denn nebenbei entstehen auch gerade noch schnell abrufbare Grundlagendaten für Schlagskizzen. Das Projekt hat somit auch eine sicherheitstechnische Relevanz.

Anforderungen an das Erfassungssystem

Projektüberblick
Abb. 4 - Die Projektidee im Überblick. Anklicken zum Vergrössern!

MS Visio / FB Bucheggberg

 
Daten-Logger
Abb. 5 - Der Holux Daten-Logger im Einsatz.

Foto: Elias Flury

Zunächst haben wir uns überlegt, was wir denn von einem geeigneten Erfassungssystem erwarten:

Die Erfassung der Feinerschliessung sollte möglichst in bestehende Arbeits­abläufe integriert werden können, um mit geringem arbeitstechnischem Mehraufwand auszukommen.

Mit diesen Voraussetzungen machte sich Betriebleiter Mark Hunninghaus auf die Suche nach einem geeigneten GPS-Daten-Logger. Ein Daten-Logger ist ein individuell konfigurierbares Erfassungs­gerät, welches periodisch Koordinaten­punkte erfasst und diese in verschiede­nen Formaten abspeichert.

Es zeigte sich, dass eine Vielzahl an Geräten auf dem Markt ist, welche den gewünschten Anforderungen entspre­chen. Nach Absprache mit einem Spezia­listen im Bereich ArcGIS haben wir uns dann aus Kompatibilitätsgründen für einen HOLUX Daten-Logger entschieden. Damit lassen sich Koordinatenpunkte nach Zeitintervallen und in Punkte- oder Routenform sammeln. Zudem hat dieses Gerät eine hohe Empfangsstärke.

Für die Datenübertragung wird der GPS-Daten-Logger über ein USB-Kabel oder via Bluetooth mit dem PC verbun­den. Mit Hilfe einer mitgelieferten Soft­ware werden die Daten im Dateiformat KML oder GPX übertragen. Weil das Pro­gramm ArcGIS diese Dateiformate nicht öffnen kann, braucht es drei Schritte, bis die Rückegassen schlussendlich als Layer im ArcGIS projiziert werden können:

Für die Umwandlung und die Georefe­renzierung benötigten wir anfänglich viel Zeit, da einzelne Bearbeitungstools nötig waren. Der Försterpraktikant Elias Flury führte daraufhin im Rahmen seiner Prak­tikumsarbeit verschiedene Tests im Ge­lände und am Computer durch. Dabei konnte ein ArcGIS Modul entwickelt wer­den, welches beide Vorgänge vereinigt. So gelang es, die Bearbeitungszeit auf ein absolut vertretbares Niveau zu senken.

Vor einiger Zeit wurde der Datenimport auch im kostenlosen open-source Pro­gramm Q-GIS mit Erfolg getestet und als praxistauglich befunden.

Es funktioniert!

GIS-Darstellung
Abb. 6 - GIS-Darstellung eines erfassten Holzschlages. Anklicken zum Vergrössern!

ArcGis / FB Bucheggberg

Im Feldtest zeigte sich schnell, dass die Aufnahmen im Gelände, trotz zum Teil hohem Überschirmungsgrad, gut funkti­onieren. Bei einer intensiven Versuchs­phase, in der wir verschiedene Aufnah­mearten im Gelände erprobten, stellte sich heraus, dass die Aufnahme nach Tastendruck am besten geeignet ist: ein Koordinatenpunkt wird aufgenommen, sobald man die jeweilige Funktionstaste betätigt. Das hat den Vorteil, dass man bei der Aufnahme auf die Überschirmung achten und Hindernisse problemlos um­gehen kann. Auch wichtige Abzweigun­gen, Kurven und das Ende von Rückegassen lassen sich mit dieser Methode punktgenau aufnehmen.

Die Aufnahme von Koordinatenpunk­ten in gewissen fixen Zeitintervallen (z. B. alle 30 Sek.) hat sich vor allem für den Gebrauch auf Fahrzeugen als gute Alter­native erwiesen.

Abgeleitet aus diesen Erkenntnissen, wurden das Aufnahmeverfahren in die laufende Anzeichnung integriert und die Daten jeweils gemeindeweise ins GIS übertragen. Selbstverständlich müssen die neuen Daten jeweils am Computer plausibilisiert und mittels einer zweiten Darstellungsebene nachgezeichnet wer­den. Bei diesem Arbeitsschritt können dann jeweils auch eventuelle Übererschliessungen korrigiert werden.

Im Moment testen wir im Betrieb ver­schiedene Methoden, um das Erschliessungsnetz laufend mittels auf Forstmaschinen platzierten Daten-Loggern zu erfassen. Erste Testläufe auf einem For­warder erbrachten bisher nur mittelmässige Ergebnisse. Dies möglicherweise weil die Elektronik in der Kabine das Empfangssignal des Loggers zu stark be­einträchtigt. Wir sind aber sicher, auch für dieses Problem eine geeignete Lösung zu finden, vielleicht in Form einer verstär­kenden Antenne (in der Grösse eines Fünffrankenstücks) auf dem Dach der entspre­chenden Maschine.

Das digitale Erfassen von forstlichen Erschliessungsanlagen steckt noch in den Kinderschuhen. Und unser Erfassungssystem liegt noch weit weg vom Opti­mum. Aber es würde uns sehr freuen, wenn unsere Idee zugunsten der Boden­vitalität im Wald weiterentwickelt und professionalisiert werden könnte.

Inzwischen hat die Försterschule Lyss grosses Interesse an diesem Projekt ge­zeigt und prüft eine allfällige Zusammen­arbeit mit der Forschungsanstalt WSL, um die Forschung und Entwicklung in diesem Bereich wei­terzuführen.

Dieser Beitrag entstand in Zusammenarbeit mit der Zeitschrift Wald und Holz. Wald und Holz

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