Das Verfahren des Projektes F³

Die Kronendachrauigkeit quantifiziert die Unebenheit des Kronendachs von Waldbeständen. Sie ist von Bedeutung für den Strahlungs- und den Wasserhaushalt des Waldes (Parker et al. 2004). Eine geringe Kronendachrauigkeit deutet beispielsweise auf einen schwächeren windbedingten Austausch zur Atmosphäre hin, als in Beständen die durch eine höhere Kronendachrauigkeit charakterisiert sind. Die Kronendachrauigkeit kann darüber hinaus auch die Stabilität von Beständen, z. B. bei Starkwindereignissen, beeinflussen. Zudem kann sie als Biodiversitätsindikator dienen.

Als Indikator für die Oberflächenrauigkeit der Wälder werden zwei Maßzahlen berechnet, Standardabweichung und Perzentilabstand, die die vertikale Struktur des Kronendaches anzeigen indem sie die die Variabilität der Vegetationshöhe pro Flächeneinheit quantifizieren. Es sei darauf hingewiesen, dass es sich bei diesen Maßzahlen nicht um die in der Aerodynamik verwendete "Rauigkeitslänge" handelt.

Die Kronendachrauigkeit eines Waldbestandes ist nicht nur von der Höhe der Bäume, sondern auch von der Reliefierung des Geländes abhängig. Daher werden die Rauigkeitsmaßzahlen aus dem digitalen Oberflächenmodell (DOM, Abbildung 1) abgeleitet, welches im Gegensatz zum normalisierten DOM noch die Information über die Geländehöhe beinhaltet. Die Kronendachrauigkeit wird für drei Skalenebenen generiert, sodass der Nutzer zwischen kleinräumiger Rauigkeit pro 20 x 20 m-Pixel, der Rauigkeit auf mittelgroßen (50 x 50 m) oder großen (100 x 100 m) Flächen wählen kann. Für jede Skalenebene werden je zwei Maße der Oberflächenrauigkeit berechnet: (a) die Standardabweichung der Höhenwerte pro Flächeneinheit (Abbildung 2) und (b) der Abstand zwischen dem 5%- und 95%-Perzentil der Höhenwerte (Abbildung 3). Zur Berechnung von (b) wird zuerst das 5%- bzw. 95%-Perzentil bestimmt und anschließend die Differenz zwischen den beiden Perzentilen gebildet.

Digitales Oberflächenmodell (DOM) in 1 m Auflösung. Aus diesem wurden die Rauigkeitskarten in Abbildung 2 und Abbildung 3 abgeleitet

Abb. 1: Digitales Oberflächenmodell (DOM) in 1 m Auflösung. Aus diesem wurden die Rauigkeitskarten in Abbildung 2 und Abbildung 3 abgeleitet.

Oberflächenrauigkeit als Standardabweichung der Höhenwerte des DOM

Abb. 2: Oberflächenrauigkeit berechnet als Standardabweichung der Höhenwerte des DOM (Abb. 1) in verschiedenen Auflösungen.

Oberflächenrauigkeit als Perzentilabstand der Höhenwerte des DOM

Abb. 3: Oberflächenrauigkeit berechnet als Perzentilabstand der Höhenwerte des DOM (Abb.1) in verschiedenen Auflösungen.

Referenz 

  • Parker, G. G., Harmon, M. E., Lefsky, M. A., Chen, J., van Pelt, R., Weiss, S. B., Thomas, S. C., Winner, W. E., Shaw, D. C., Franklin, J. F. (2004). Three-dimensional Structure of an Old-growth Pseudotsuga-tsuga Canopy and its Implications for Radiation Balance, Microclimate, and Gas Exchange. Ecosystems, 7: 440-453.