Abb. 1: Die Holzvorratskarte unterstützt Forstpraktiker direkt im Wald: von der Bestandesbeurteilung bis zur Planung von Maßnahmen. (Foto: FVA BW)
Die Holzvorratskarte (HVK) der Forstlichen Versuchs- und Forschungsanstalt Baden-Württemberg (FVA) liefert erstmals jährlich aktualisierte, flächendeckende und praxistaugliche Informationen zum Holzvorratsvolumen aller Waldflächen in Baden-Württemberg. Sie verbindet klassische Inventurdaten mit modernen Fernerkundungsdaten und schafft damit eine objektive Grundlage für die forstliche Planung.
Der Beitrag erläutert, wie die Holzvorratskarte entsteht, wie zuverlässig ihre Aussagen sind und wie sie in der Praxis genutzt werden kann. Die Karte ist bereits verfügbar und unterstützt Forstpraktiker bei fundierten Entscheidungen.
Die Holzvorratskarte auf einen Blick
Die Holzvorratskarte (HVK) …
- liefert flächendeckende Informationen zum Holzvorrat aller Waldflächen in Baden-Württemberg,
- kombiniert Inventurdaten mit Fernerkundungsdaten aus Flugzeugen und Satelliten,
- sie kann regelmäßig aktualisiert werden und bildet Veränderungen im Wald ab,
- unterstützt Forsteinrichtung, Revierleitung und Waldbesitzer bei Planung und Entscheidungsfindung,
- eignet sich sowohl für die forstliche Praxis als auch für Forschung und Planung,
- kann für die eigene Waldfläche bei der FVA angefragt und digital genutzt werden.
Abb. 2: Der Wald aus der Vogelperspektive. (Foto: FVA BW/Eisnecker)
Vom Inventurpunkt zur digitalen Karte
In der Forsteinrichtung (FE) werden auf Grundlage der Betriebsinventur für einzelne Bestände mittelfristige Planungsentscheidungen getroffen. Besonders in heterogenen, strukturreichen und topografisch komplexen Beständen ist ihre Bewertung mit erhöhten Unsicherheiten verbunden. Fachliche Abwägungen und pragmatische Entscheidungen sind deshalb unverzichtbar.
Hier eröffnet die Fernerkundung einen neuen Blick auf den Wald (Abb. 2). Moderne Sensoren auf Drohnen, Flugzeugen oder Satelliten erfassen die Erdoberfläche und liefern umfangreiche Datensätze. Daraus lassen sich jedoch nur selten unmittelbar konkrete Maßnahmen für die Praxis ableiten. Erst Fortschritte in der Sensorik und Datenanalyse ermöglichen es, diese Informationen so aufzubereiten, dass sie im Forstbetrieb nutzbar werden.
Aus Fernerkundungsdaten abgeleitete Baumarten-, Schad- oder Vorratskarten können die Arbeit der Forsteinrichtung und anderer Akteure im Forst wesentlich unterstützen. Doch wie entsteht eine solche Karte? Wie sieht sie aus, wie wird sie genutzt – und warum bleiben Umfangmaßbänder trotz modernster Technik unverzichtbar?
Wie liest man die Holzvorratskarte?
Abb. 3: Dargestellt ist der Holzvorrat in Baden-Württemberg (Stand 2024). Die Werte wurden nur innerhalb der Waldgebiete berücksichtigt und zur Veranschaulichung auf eine Pixelgröße von 700 × 700 m aggregiert. Nicht bewaldete Flächen sind ausgeblendet. Farbskala in Vorratsfestmetern (Vfm).
Die Holzvorratskarte ist keine klassische analoge Karte, sondern ein digitales Produkt, das den Wald flächendeckend abbildet (Abb. 3). Dazu wird Baden-Württemberg in Rasterzellen von 20 × 20 m (0,04 ha) unterteilt. Jeder Rasterzelle wird ein Holzvorrat in Vorratsfestmetern pro Hektar (Vfm/ha) zugewiesen.
Damit sich die Vorräte schnell erfassen lassen, werden sie farblich dargestellt – beispielsweise von Dunkelblau für geringe bis Gelb für hohe Holzvorräte. So wird die räumliche Verteilung der Vorräte auf einen Blick sichtbar.
Jede Rasterzelle stellt den mittleren Holzvorrat ihrer Fläche dar, unabhängig davon, ob sie einen homogenen Bestand oder einen strukturreichen Mischbestand umfasst. Die gewählte Rastergröße stellt einen Kompromiss zwischen Detailgenauigkeit und Übersichtlichkeit dar. Größere Pixel würden wichtige Strukturen verwischen, kleinere Pixel würden zwar mehr Details zeigen, die Karte jedoch deutlich unübersichtlicher machen.
Wie entsteht die Holzvorratskarte?
Für die Erstellung einer digitalen, flächendeckenden Holzvorratskarte werden im Wesentlichen drei Bausteine benötigt:
- terrestrische Messungen als Referenz,
- flächendeckende Geodaten für das gesamte Gebiet und
- ein Modell, das beide Datenquellen miteinander verknüpft.
Als Referenz dienen die Stichprobenpunkte (SP) der Betriebsinventur in Baden-Württemberg. Dort werden in einem Radius von 12 m verschiedene forstliche Merkmale wie Baumart, Brusthöhendurchmesser und Höhe erfasst. Aus diesen Daten wird unter anderem der Holzvorrat berechnet. Damit die Holzvorratskarte belastbare Ergebnisse liefert, müssen die Stichprobenpunkte möglichst repräsentativ über die unterschiedlichen Bestandesstrukturen verteilt sein.
Da sich Waldstrukturen und Baumartenzusammensetzung kontinuierlich verändern, werden die Eingangsdaten regelmäßig aktualisiert. Eine zentrale Grundlage bilden die landesweiten Befliegungsdaten des Landesamts für Geoinformation und Landentwicklung Baden-Württemberg (LGL), aus denen Vegetationshöhenmodelle (VHM) abgeleitet werden. Jährlich wird etwa die Hälfte der Landesfläche mit dem Flugzeug beflogen, sodass die Holzvorratskarte im Idealfall alle zwei Jahre vollständig erneuert werden kann. Ergänzt werden diese Informationen unter anderem durch Baumarten-, Wasserhaushalts-, Boden-, Klima- und Reliefdaten.
Alle verfügbaren Informationen werden anschließend in einem Trainingsdatensatz zusammengeführt. Dabei werden jedem Stichprobenpunkt die entsprechenden Werte der verschiedenen Geodaten zugeordnet. So entsteht für jeden Inventurpunkt ein Datensatz, der den gemessenen Holzvorrat mit den zugehörigen Vorhersageparametern verknüpft.
Eine entscheidende Voraussetzung für die Qualität des Modells ist die präzise Lagebestimmung der Stichprobenpunkte mittels GNSS. Nur wenn Inventur- und Fernerkundungsdaten räumlich exakt zusammenpassen, kann das Modell die Zusammenhänge korrekt erlernen. Verbesserungen bei der Lageerfassung werden deshalb künftig zu einer weiteren Qualitätssteigerung der Holzvorratskarte beitragen.
Zur Auswertung dieses Datensatzes kommt ein neuronales Netzwerk, ein sogenanntes Multilayer Perceptron (MLP), zum Einsatz. Es erkennt die Zusammenhänge zwischen den Vorhersageparametern und dem gemessenen Holzvorrat und überträgt dieses Wissen auf Flächen, für die keine Inventurdaten vorliegen.
Anschaulich lässt sich das mit der Erfahrung einer Forstfachkraft vergleichen: Anhand von Bestandeshöhe, Baumart oder Geländeneigung kann sie den Holzvorrat eines Bestandes häufig bereits grob einschätzen, ohne jeden Baum einzeln vermessen zu müssen. Das MLP bildet diese Erfahrung datenbasiert und objektiv nach – mit dem Unterschied, dass es diese Schätzung gleichzeitig für sämtliche Waldflächen durchführen kann.
So entsteht aus punktuellen Inventurdaten und flächendeckenden Geodaten eine Holzvorratskarte, die die räumliche Struktur des Waldes realitätsnah abbildet.
Wie werden die Vorräte geschätzt?
Die Holzvorratskarte stellt gemittelte Zustände auf Pixelebene dar. Dabei ist die Pixelgröße nicht mit der Genauigkeit der Vorratsschätzung gleichzusetzen. Ein kleineres Pixel bedeutet also nicht automatisch eine genauere Schätzung des Holzvorrats. Die Rastergröße von 20 × 20 m wurde sowohl aus praktischen Gründen – unter anderem in Anlehnung an die 10-m-Pixel der Sentinel-2-Satelliten – als auch aus methodischen Gründen gewählt, da sie gut mit der Größe der Inventurplots vergleichbar ist.
Für die Beurteilung der Kartenqualität sind zwei Aspekte entscheidend: die Lagegenauigkeit und die Vorhersagegenauigkeit. Die Lagegenauigkeit beschreibt, wie gut das Raster mit den tatsächlichen Standorten im Gelände übereinstimmt. Sie ist bei der Holzvorratskarte sehr hoch. Die Vorhersagegenauigkeit gibt dagegen an, wie gut der geschätzte Holzvorrat eines Pixels mit dem tatsächlichen Vorrat übereinstimmt.
Abweichungen zwischen Schätzung und Realität sind bis zu einem gewissen Grad unvermeidbar. Natürliche Zusammenhänge sind häufig komplex und nicht vorhersagbar. Zudem können Bäume mit ähnlichen Merkmalen – etwa Baumart, Höhe oder Standort – sehr unterschiedliche Holzvorräte aufweisen. Hinzu kommen Unsicherheiten in den Modellen sowie unvermeidbare Messungenauigkeiten.
Wie genau sind die Ergebnisse?
Die Aussagekraft der Holzvorratskarte ist vor allem in mehrschichtigen Beständen eingeschränkt, sofern diese Strukturtypen in den Trainingsdaten nicht ausreichend vertreten sind. In einschichtigen Beständen sind die Schätzungen auf Pixelebene daher belastbarer. In mehrschichtigen Beständen empfiehlt es sich dagegen, mehrere Pixel zu aggregieren. Nadelbestände werden im Mittel genauer abgebildet als Laubbestände.
Systematische Abweichungen treten vor allem in den Extrembereichen auf: Geringe Vorräte (< 100 Vfm/ha) werden tendenziell überschätzt, hohe Vorräte unterschätzt, während mittlere Vorratsbereiche gut dargestellt werden. Ab etwa 800 Vfm/ha nehmen die Abweichungen deutlich zu (Abb. 4).
Abb. 4: Vergleich der vorhergesagten Werte mit den tatsächlich gemessenen Werten des Holzvorratsmodells. Die Punkte zeigen die Daten, die Linie die ideale Übereinstimmung zwischen Vorhersage und Realität.
Weitere Einschränkungen ergeben sich bei ungünstigen Eingangsdaten, beispielsweise durch einen ungünstigen Sonnenstand während der Befliegung oder in steilem Gelände. Künftig soll eine ergänzende Zuverlässigkeitskarte helfen, solche Bereiche besser einzuordnen. Trotz dieser Einschränkungen liefert die Holzvorratskarte insbesondere auf Bestandesebene sehr zuverlässige Ergebnisse.
Die Vorhersagegenauigkeit unterstreicht die Aussagekraft des Verfahrens: Der Zusammenhang zwischen beobachteten und modellierten Vorräten beträgt derzeit R² = 0,72. Das bedeutet, dass 72 % der Unterschiede in den Holzvorräten durch das Modell erklärt werden. Die mittlere Abweichung auf Pixelebene liegt bei rund 110 Vfm/ha beziehungsweise etwa 30 %. Werden mehrere Pixel zusammengefasst und Bestandesmittelwerte betrachtet, verringern sich diese Abweichungen jedoch deutlich.
In Gesprächen mit Forstpraktikern wurde eine maximale Abweichung von 50 Vfm/ha vom Bestandesmittel als noch akzeptabel eingeschätzt. Dieser Wert wird bei der Aggregation auf Bestandesebene in den meisten Fällen unterschritten. Da die Holzvorratskarte kontinuierlich weiterentwickelt wird, ist künftig mit einer weiteren Verbesserung der Vorhersagegenauigkeit zu rechnen.
Merke: Die Holzvorratskarte ersetzt den Waldbegang nicht. Sie liefert jedoch eine objektive und flächendeckende Entscheidungsgrundlage, mit der sich Bestände gezielt auswählen und Prioritäten setzen lassen.
Wofür lässt sich die Holzvorratskarte nutzen?
Abb. 5: Anwendung der Vorratskarte in der Forsteinrichtung. Dargestellt sind Bestandesgrenzen der letzten Forsteinrichtung (rot) mit den daraus abgeleiteten absoluten Vorratswerten je Bestand (weiß, Vfm) auf Basis der aktuellsten Befliegung. Die Einfärbung der Rasterpixel folgt derselben Farblogik wie in Abb. 3 (blau = niedriger, gelb = hoher Vorrat), ist jedoch aufgrund der abweichenden Aggregationsebene nicht direkt mit der dortigen Legende vergleichbar.
Digitalisierung im Wald bedeutet nicht, menschliche Erfahrung oder Arbeitskraft zu ersetzen, sondern sie gezielt zu unterstützen. Die Holzvorratskarte bietet eine leicht verständliche Darstellung des Holzvorrats (Abb. 5) und erleichtert damit die operative Planung sowie die Dokumentation.
Forsteinrichter, Revierleiter und Privatwaldbesitzer können bereits vor dem Waldbegang erkennen, welche Bestände besonders interessant, auffällig oder problematisch erscheinen. Durch die potentielle regelmäßige Aktualisierung lassen sich Zuwächse, Nutzungen und Veränderungen der Bestandesstruktur verfolgen. Das erleichtert eine zukunftsorientierte Planung und unterstützt ein dynamisches Waldmanagement.
In Kombination mit Risiko- oder Schadflächenkarten können kritische Bestände frühzeitig erkannt und Maßnahmen gezielt priorisiert werden. Neben der Waldhöhenstrukturkarte und der Baumartenkarte wird die Holzvorratskarte deshalb bereits erfolgreich in der Forsteinrichtung der Landesforstverwaltung Baden-Württemberg und bei ForstBW eingesetzt. Grundlage hierfür ist der kontinuierliche fachliche Austausch mit dem Regierungspräsidium Freiburg, Abteilung 8 „Forstdirektion“. Die bisherigen Rückmeldungen aus der Praxis sind durchweg positiv und zeigen sowohl den aktuellen Nutzen als auch Potenziale für die Weiterentwicklung der Karte.
Auch für die Forschung bietet die Holzvorratskarte eine wertvolle Datengrundlage. Sie ermöglicht es, ökologische, ökonomische, soziale und politische Fragestellungen zur Entwicklung des Waldes in Baden-Württemberg flächendeckend zu untersuchen. So wurden die Vorratsstrukturen bereits für Fledermaus-Habitatstudien genutzt [6]. Weitere Karten, beispielsweise zu Biomasse, Kohlenstoffspeicherung und nachhaltiger Waldbewirtschaftung, sind bereits in Vorbereitung.
Darüber hinaus profitieren auch Privatwaldbesitzer, forstliche Unternehmen, Naturschutzorganisationen, Bildungseinrichtungen und Planungsbüros. Alle Nutzer greifen auf denselben Datensatz zurück. Das verbessert die Vergleichbarkeit, erleichtert die Orientierung und schafft eine gemeinsame Grundlage für fundierte Entscheidungen.
So nutzen Sie die Holzvorratskarte
Auf Anfrage stellt Ihnen die FVA die Holzvorratskarte für Ihre Waldfläche in digitaler Form zur Verfügung. Sie erhalten den Rasterdatensatz für Ihr Gebiet sowie eine benutzerfreundliche Schritt-für-Schritt-Anleitung. Diese erklärt, wie Sie die Daten in einer kostenlosen App auf Ihrem mobilen Endgerät nutzen oder am Computer für erste Analysen auswerten können.
Alles, was Sie dafür benötigen, ist ein Internetzugang, ein mobiles Endgerät für die Arbeit im Wald und ein Computer für Auswertungen. Kostenpflichtige Software oder spezielle Geräte sind nicht erforderlich.
Bei Fragen unterstützen wir Sie gerne bei der Anwendung und Interpretation der Holzvorratskarte. Über Rückmeldungen aus der Praxis freuen wir uns ebenfalls – sie helfen uns, die Karte kontinuierlich weiterzuentwickeln.
Kontakt: Philipp Eisnecker, Tel.: +49 (761) 4018-252
Abb. 6: Aus der Vogelperspektive werden Unterschiede in Baumarten, Kronenstruktur und Bestandesaufbau sichtbar. Solche Informationen bilden eine wichtige Grundlage für die Holzvorratskarte. (Foto: FVA BW/Uhl)
Fazit
Die Holzvorratskarte unterstützt die Forstplanung durch die Verbindung klassischer Inventurdaten mit modernen Fernerkundungsinformationen aus Satelliten- und Flugzeugbefliegungen. Dadurch entsteht eine objektive und flächendeckende Datengrundlage, die sowohl die räumliche Struktur des Waldes als auch seine Entwicklung über die Zeit abbildet.
Durch die regelmäßige Aktualisierung unterstützt die Holzvorratskarte Forsteinrichter ebenso wie andere Akteure – etwa Revierleiter, Privatwaldbesitzer oder Planungsbüros – dabei, fundierte Entscheidungen zu treffen, Nutzungspotenziale zu erkennen und Risiken gezielt zu priorisieren.
Auch für die Forschung eröffnet die Holzvorratskarte neue Möglichkeiten. Sie liefert konsistente Datengrundlagen für ökologische, sozioökologische und nachhaltigkeitsbezogene Analysen und bildet eine wichtige Schnittstelle zwischen wissenschaftlicher Modellierung und praktischer Waldbewirtschaftung.
Die Holzvorratskarte ersetzt dabei weder den Waldbegang noch die Erfahrung der Forstpraxis. Sie ergänzt beides durch objektive, flächendeckende Informationen und schafft eine transparente Grundlage für fundierte Entscheidungen. Damit leistet sie einen wichtigen Beitrag zu einer zukunftsorientierten und nachhaltigen Waldbewirtschaftung.
