Volumetric forest structure reconstruction from full-waveform airborne laser scanner data

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Flugzeuglaserscanning hat sich im Laufe der vergangenen 10-15 Jahre zu einem anerkannten Messverfahren für die effiziente Akquisition forstinventur-relevanter Daten entwickelt. Seit wenigen Jahren sind operationelle Full-waveform Laserscannersysteme verfügbar, welche eine komplette zeit-aufgelöste Digitalisierung des Echos jedes Laserpulses liefern. In Forstanwendungen liefern solche Scanner zusätzlich zum digitalen Gelände- und Kronenmodell wertvolle Information über die vertikale Vegetationsstruktur und -dichte. Das Ziel des Vorhabens liegt darin, Verfahren zu entwickeln, aus Full-waveform Laserscannerdaten volumetrische Repräsentationen von Forstständen mit hoher geometrischer und radiometrischer Qualität zu generieren. Dies bedingt eine Serie geometrischer und radiometrischer Transformationen der Rohdaten sowie die Entwicklung von Modellen zum Verständnis der Interaktion zwischen Laserpulsen und Vegetation. Über bisherige Ansätze hinaus liefern diese volumetrischen Repräsentationen in einer Voxelstruktur eine detaillierte geometrische Beschreibung des Kronenraums sowie des Stammbereichs und des Unterholzes. Sie stellen damit eine Grundlage dar für die Anwendung von 3D-Segmentierungsverfahren mit dem Ziel, Einzelbäume zu extrahieren und aus multi-temporalen Daten Biomasse (und -änderungen) mit hoher Genauigkeit zu bestimmen.