Wiederbewaldungsplan mit QGIS, GRASS GIS und QField
Mit QGIS und GRASS GIS können ökologisch relevante Parameter für die Wiederbewaldungsplanung basierend auf frei verfügbaren Daten bereitgestellt werden. Mit QField können die Ergebnisse im Gelände genutzt werden, um Ergebnisse zu überprüfen und um konkret Neuanpflanzungen zu planen.
Ausgangslage
Das Bundesland Nordrhein-Westfalen gibt in seinem Wiederbewaldungskonzept fachliche Empfehlungen zur Begründung neuer Wälder auf sogenannten Kalamitätsflächen (Schäden aus Sturmereignissen, Sommerdürren und Borkenkäferbefall), um dort in Zeiten des Klimawandels neue vitale, stabile, leistungsfähige und resiliente Waldgesellschaften zu begründen. Für diese Planung von Aufforstungen stellt das Land NRW verschiedene Datengrundlagen unter Waldinfo NRW online zur Verfügung. Allerdings liegen Datenbestände nur lückenhaft vor oder sind aufgrund des Maßstabs ungeeignet zur standortkundlichen Bewertung. Daher ist es notwendig, die verfügbaren Daten um Parameter aus Berechnungen im GIS zu ergänzen. Insbesondere den hochauflösenden digitalen Gelände- und Oberflächenmodellen (Auflösung 1 Meter) kommt dabei für die Auswertung eine besondere Bedeutung zu.
Anforderungen
Für die standortangepasste Bepflanzung bedarf es Informationen zu Bodeneigenschaften, Hangneigung, Exposition, ökologische Feuchtestufe und weiteren Kennwerten:
- Einbeziehung vorhandener Grundlagendaten (z.B. Feuchtestufe)
- Berechnung von Sonn- und Schatthängen aus dem DGM
- Ausweisung morphologischer Raumeinheiten (wie Senken) zur Kennzeichnung des Standortwasserhaushaltes über das DGM
- Berechnung der Fließgewässer und Hangabflussrinnen aus dem DGM
- Zusammenfassen aller Daten (Resampling) auf einer Rasterzellengröße 30x30 Meter für die Planung
- Bereitstellung der Daten für QField zur Überprüfung und Ergänzung der Daten im Gelände (Daten zur Naturverjüngung etc.)
- Zusammenführen aller Ergebnisse und Konfiguration einer Erfassungsmaske zur Baumerfassung für QField
Umsetzung
Die DGM1 Rasterdaten werden mit GRASS GIS für das Projektgebiet in eine GRASS GIS Datenbank importiert und mit GRASS Werkzeugen ausgewertet (Besonnung, Fließwege, Hangneigung und Morphologie). Für die Planung werden die Ergebnisse über ein Resampling zu Rasterzellen von 30x30 Meter zusammengefasst und für die Prüfung im Gelände vektorisiert. Auch vorliegende Basisdaten des Landes werden entsprechend auf Rasterzellengröße zusammengefasst. Die Bearbeitung erfolgt überwiegend direkt in GRASS GIS. Die Ergebnisse können mit dem GRASS 7 Plugin direkt in QGIS geladen und einzelne Module auch von QGIS aus verwendet werden.
GRASS GIS Erweiterung r.geomorphon zur Ausweisung geomorphologischer Einheiten wie Senken oder Kuppen. (Quelle: https://grass.osgeo.org/grass84/manuals/r.geomorphon.html)
Die Visualisierung der Daten erfolgt in QGIS:
Darstellung der Geomorphologischen Einheiten und der Fließwege in QGIS
Die berechneten Parameter werden im Gelände mit QField überprüft und angepasst sowie Daten zur Verjüngung und weiterer forstwirtschaftlich wichtiger Parameter aufgenommen:
Datenerfassung mit QField
Alle relevanten Ergebnisse werden abschließend in der Datenbank (GeoPackage) zusammengeführt.
Zur konkreten Bepflanzung werden die so gewonnenen Basisdaten in einem Formular in QGIS dargestellt. Die Auswahl der aus standortkundlicher Sicht relevanten Baumarten wird dabei im Formular über die Daten unterstützt (Filtern der Listen). Die Erfassung kann wahlweise in QGIS oder mobil mit QField erfolgen.
Erfassung der Baumart pro Parzelle in QField
Fazit
Mit Hilfe von GRASS GIS lassen sich aus einem Geländemodell hervorragend Kennwerte zur standortkundlichen Bewertung herleiten und für den Projektmaßstab in Rasterzellen als Vektordaten ausgeben. Von Vorteil ist hier die Verwendung des GRASS 7 Plugins in QGIS, mit dem die Daten in der GRASS Datenbank direkt eingesehen und dargestellt werden können. Mit QGIS wiederum lassen sich die Daten auch in eine lokale Datenbank (GeoPackage) integrieren und effizient aufbereiten, um diese für die mobile Arbeit im Gelände mit QField zu nutzen.
Für weitergehende Informationen kontaktieren Sie uns gerne.