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Der Wald spricht: Sensoren überwachen den Zustand der Bäume

| Redakteur: Dipl.-Ing. (FH) Hendrik Härter

In Zukunft sind die Bäume im Wald mit Sensoren ausgestattet und informieren als eine Art Frühwarnsystem über Schäden. Doch der schlaue Wald soll noch mehr können.

Rohstoff Holz: Mit Sensoren ausgestattet lassen sich künftig die Vitalparameter von Bäumen überwachen.
Rohstoff Holz: Mit Sensoren ausgestattet lassen sich künftig die Vitalparameter von Bäumen überwachen.
(Bild: gemeinfrei / Pixabay )

An heißen und trockenen Tagen stöhnt auch der Wald unter Trockenheit und Hitze. Doch Wissenschaflter der Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften arbeiten interdisziplinär an Anwendungsfälle von 5G für Forst und Wald. Denn der Baum der Zukunft könnte mit Vitalitätssensoren ausgestattet sein und so zu Waldfrühwarnsystemen beitragen, die dynamisch und aktuell vor Schäden durch Trockenheit und Schädlinge oder vor Brandgefahr warnen.

Unter dem Begriff „Smart Forestry“ kommen verschiedene Anwendungsbereiche in den Fokus, die sich mit 5G realisieren lassen. „Im Grunde erzählt uns dann jeder Baum in Echtzeit über die Messwerte, die er liefert, wie es ihm geht. Ist es ihm zu trocken? Zu feucht? Zu kalt? Zu heiß? Gibt es erste Anzeichen von Borkenkäfern? Wie sieht es mit dem Boden aus, in dem er wurzelt? Wie ist die Umgebungsluft?“, erklärt Prof. Dr. Andreas Ligocki, Dekan der Fakultät Maschinenbau.

Mit einem 5G-Datennetzwerk sollen diese aktuell am Baum erfassten Daten direkt in eine Plattform einfließen, den so genannten „Data-Lake“. Mit den Prozessen, der Datenqualität und Datensicherheit – der so genannten Data-Governance – beschäftigt sich insbesondere Prof. Dr. Ina Schiering aus der Fakultät Informatik. „Dabei geht es darum, wie diese Vielzahl an Daten intelligent analysiert, sicher verwaltet und zielgerichtet für verschiedene Nutzungszwecke aufbereitet werden können“, erklärt sie.

Der schlaue Wald überwacht sich selbst

Nutzungsmöglichkeiten der so erfassten und analysierten Daten sieht das Forschungsteam zusätzlich in Frühwarnsystemen in zwei weiteren Anwendungsfällen, die im Konzept „Smart Forestry“ entwickelt werden: Zum einen entsteht die Möglichkeit, den Wald als Informationssystem und Lernort auszubauen und die digital erfassten Daten der Waldsensorik so aufzubereiten, dass der Wald seinen Besuchern – ob beim Spaziergang, Wandern oder Joggen – „digitale Geschichten“ erzählt. Das können digitale Informationstafeln, eine Website oder eine App sein. Auch der Einsatz von Augmented-Reality-Brillen ist angedacht. Mit dieser Technik könnte dann zukünftig der virtuelle Blick in das Innenleben eines Ameisenhaufens oder eines Baumstamms möglich werden.

„5G bietet hier neue Möglichkeiten. Es erlaubt mit seinen speziellen Eigenschaften wie hohen Reichweiten und geringem Energieverbrauch beispielsweise den Einsatz von sehr vielen autarken Sensoren“, erklärt Prof. Dr. Diederich Wermser von der Fakultät Elektrotechnik der Ostfalia Hochschule. Der Baum der Zukunft könnte daher mit Vitalitätssensoren ausgestattet sein und damit unter anderem zu Waldfrühwarnsystemen beitragen, die dynamisch und aktuell vor Trockenheitsschäden, Schädlingsbefall oder vor Brandgefahr warnen.

Rohstoff Holz sensorgestützt aus dem Wald

(v.l.): Prof. Dr. Ina Schiering und Prof. Dr. Andreas Ligocki (Ostfalia Hochschule), Friedrich Hanstein (Niedersächs. Forstplanungsamt), Martin Hillmann (Landwirtschaftskammer Niedersachsen) und Elisabeth Hüsing (Stiftung Zukunft Wald).
(v.l.): Prof. Dr. Ina Schiering und Prof. Dr. Andreas Ligocki (Ostfalia Hochschule), Friedrich Hanstein (Niedersächs. Forstplanungsamt), Martin Hillmann (Landwirtschaftskammer Niedersachsen) und Elisabeth Hüsing (Stiftung Zukunft Wald).
(Bild: Ostfalia Hochschule für angewandte Wissenschaften)

Der dritte Fokus des Konzepts zielt auf den Nutzen der vernetzten Holzernte ab. Dieser Anwendungsfall sieht vor, dass Holzerntemaschinen als die zentralen Geräte im Ernteprozess in Echtzeit Daten zum vorliegenden Rohstoff Holz übermitteln können. Auf diese Weise sollen Forstbetriebe, Sägewerke und Händler die Möglichkeit erhalten, die zuvor am Tisch geplanten Erntemengen oder Weiterverarbeitungszwecke an die vor Ort vom vernetzten Erntegerät erfassten tatsächlichen Holzqualitäten und Holzmaße ad hoc anpassen zu können.

Experimentalflächen dazu sind im Staatsforst des Lechlumer Holzes und im Privatwald des Rittergutes Lucklum geplant. „Wenn wir den Wald als wichtigen CO2-Speicher und Rohstofflieferanten dynamisch aktuell überwachen können, kann das enorm helfen, um auf augenblickliche Erfordernisse wie beispielsweise Klimaeinflüsse, Schädlingsbefall und Marktbedingungen in der Forstwirtschaft schneller in der zukünftigen Planung reagieren zu können“, sagt Friedrich Hanstein vom Niedersächsischen Forstplanungsamt. „Zudem könnten wir über das angedachte Bürgerinformationssystem anschaulich über notwendige Forstarbeiten informieren und sehr kurzfristig vor aktuellen Gefahren bei der Fällung von Bäumen warnen.“

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