Digitalisierung und Wald

Die Wertschöpfungskette Holz spannt ihren Bogen von der forstlichen Urproduktion über die Holzernte und den Holztransport bis hin zur holzbe- und verarbeitenden Industrie. Gerade bei der Letzteren finden die digitalen Technologien im operationellen Betrieb bereits Anwendung. Der so geschaffene Mehrwert sichert die Existenz und verschafft mittel- und langfristig Standorts- und Wettbewerbsvorteile. Erwähnenswert sind digitale Anwendungen wie beispielweise stringentes Datenmanagement vom Forst zur Industrie, Schadholz-Früherkennungssysteme für die Industrie und Computer Vision für die Rundholzsortierung. Durch Kombination von Innovation und Digitalisierung in der Forst- und Holzwirtschaft profitiert die gesamte Holzlieferkette.

Die strukturellen Kennziffern belegen die volkswirtschaftliche Bedeutung des Sektors: Mit ungefähr 300.000 beschäftigten Personen in der Holzlieferkette/Wertschöpfungskette bildet die Forst- und Holzwirtschaft ein Rückgrat der österreichischen Wirtschaftsleistung und ist nach dem Tourismus der zweitgrößte Devisenbringer.

Ziele

Das Forstwirtschaftsministerium verfolgt und fördert den breiten Ansatz und nähert sich sehr offen den vielfältigen Ideen und Stoßrichtungen der Digitalisierung im Bereich Forstwirtschaft. Es gibt ganz klar noch große Potentiale in der Forstwirtschaft, um die Forstunternehmer bis hin zu den Holzabnehmern mit digitalen Lösungen zu optimieren. Die Umsetzung digitaler Projekte wird allerdings durch zu hohen Arbeitsaufwand im Kerngeschäft, hohe Kosten bei der Einführung neuer Produkte, fehlende Ansprechpartner bei der Initiierung digitaler Projekte und fehlenden Wissenstransfer gebremst.

Themenschwerpunkte sind unter anderem ökonomische und ökologische Gesichtspunkte, laufende Weiterentwicklung der Geodatenplattform WALDATLAS, digitale Waldinventuren, Schaddiagnostik und Schädlingsprävention, der vielfältige Einsatz von Laserscannern für unterschiedliche Zwecke, Datenmanagement entlang der Wertschöpfungskette „Holz“ mit Lagerplatzmanagement, digitale Methoden der Holzübernahme, digitalisierte Quantifizierung und Qualifizierung von Holz sowie die Optimierung von Geschäftsprozessen, Marketing und Vermarktung.

Der WALDATLAS - die Geodatenplattform für den Wald

Im Rahmen der Digitalisierungsoffensive der Bundesregierung wurde der dringende Bedarf nach einer integrierten, einheitlichen und zentralen österreichischen Geodatenplattform Wald erkannt. Das Bundesministerium für Land- und Forstwirtschaft, Regionen und Wasserwirtschaft (BML), schafft mit dem WALDATLAS einen bundesweiten Zugangspunkt zu kostenlosen Geodaten für die Themen Wald, Naturgefahren und Biodiversität.

Daran arbeiten wir

Neben den Projekten, die im internen Aufruf von Digitalisierungsprojekten des Forstwirtschaftsministeriums laufen, wurden auch Projekte in der DaFNE eingereicht. Darüber hinaus werden Digitalisierungsprojekte in einem Aufruf auf Basis des Waldfondsgesetzes zur Umsetzung gelangen.

• Wald 4.0 – Digitalisierung und Datenmanagement für kleine und mittlere Unternehmen und Betriebe entlang der Holzlieferkette
  Ziel ist es, eine Digitalisierungsoffensive für österreichische Klein- und Mittelunternehmen beziehungsweise -betriebe (KMU) der Holzlieferkette zu starten und Datenmanagement anzubieten. Durch innovative Programme sollen KMU auf den neuesten Stand der Technik gebracht werden und nachhaltiger und effizienter arbeiten. Zusätzlich werden durch Prototyp-Entwicklungsprojekte neue Technologien entwickelt und erprobt. Mit Hilfe neuer Technologien und Anwendungen soll die österreichische Holzlieferkette gegen neue Anforderungen, bedingt durch den Klimawandel, besser gewappnet sein und der Rohstoff Holz eine intensivere und breitere Anwendung erfahren.
• Früherkennung von Borkenkäferbefall mittels Fernerkundung als Werkzeug im integrierten Borkenkäfermanagement
  Ziele sind unter anderem:
  • Das Design eines terrestrischen Validierungskonzeptes, um die Trefferquote der Fernerkundungsdetektionen bewerten zu können,
  • die Ableitung einer verbindlichen, wissenschaftlich fundiert erfassten Trefferquote der Fernerkundungsdetektionen im Feld, insbesondere in den Stadien frühen Befalls,
  • die Identifikation der jeweils am besten geeigneten Technologie der Fernerkundung in Hinblick auf die jeweilige Besitzerkategorie im Wald sowie
  • die Identifikation etwaiger Barrieren bei den Anwendern und die Ableitung von Unterstützungsmaßnahmen zur Überwindung dieser Barrieren.
• Prüfung alternativer Softwareprodukte von Open Source Herstellern auf Client Ebene im Open Source Lab des BFW
  Ziel des Projekts Open Source Lab ist die Prüfung alternativer Softwareprodukte von Open Source Herstellern auf Client Ebene im Hinblick auf ihre Tauglichkeit im Alltagsbetrieb, ihre DSGVO-Konformität und wirtschaftliche Aspekte. Generelles Ziel des Open Source Lab ist es, praxistaugliche Vollarbeitsplätze mit alternativen Softwareprodukten zu schaffen. Beziehungsweise nach dem Projekt zu wissen, dass mit alternativer Software eben nicht in allen Bereichen das Auslangen gefunden werden kann.
• KI-Basiertes (Schutz)-Wald-Monitoring für eine automatisierte und vereinfachte Waldinventur inkl. praktischer Planungsoptionen für Waldbesitzer
  Projektinhalte sind unter anderem die digitale Erfassung forstlicher Strukturparameter im [Schutz]-Wald mittels luftgestützter Sensorplattform, die Gewinnung wesentlicher Informationen zu Holzvorrat und Waldstruktur durch Analyse von fernerkundlich gewonnenen Bild- und Geländedaten sowie die vollautomatisierte Berechnung und Darstellung der erfassten forstlichen Strukturparameter inkl. Dateninterpretation zur Optimierung der (Schutz)-Waldkategorisierung. Weitere Punkte sind die Entwicklung eines praktikablen Datenmanagements zur Datensicherung und dem Datenaustausch zwischen Waldeigentümer, Bewirtschafter, WLV und anderen Akteuren, die Ableitung wesentlicher Informationen im Sinne einer vereinfachten Waldinventur sowie die Erstellung eines praxistauglichen Kartenwerks für die Waldbewirtschaftung.
• Waldinventur mit Personengetragenen Laserscannern
  Mit dem Projekt wird ein modernes und digitales Waldinventurverfahren für die Forstpraxis vorgestellt. Die Erfassung eines hochaufgelösten dreidimensionalen Datensatzes mittels personengetragener Laserscanner wird in der Datenauswertung mit automatischen Softwareroutinen und Methoden der künstlichen Intelligenz ergänzt. Aus den Laserscans werden vollautomatisiert neuartige Strukturmaße abgeleitet, mit denen der Kronenschluss, die Schichtung, die Verjüngung und das Totholz auf den Probeflächen erstmals großflächig quantifiziert werden können. Dieses Waldinventurverfahren liefert der Forstwirtschaft wichtige Informationen zur Planung der Gefahrenabwehr im Schutzwald und zur Bilanzierung von Biomasse- und Kohlenstoffvorräten. Zusatznutzen ergeben sich außerdem für die öffentliche Verwaltung und den Naturschutz durch die detailreichen Informationen zur Arten- und Strukturvielfalt in den Wäldern.
• Digitalisierung der Österreichischen Waldinventur mit terrestrischem Laserscanning
  Für die Probeflächen der Österreichischen Waldinventur sowie auf waldwachstumskundlichen Dauerversuchsflächen und Intensivplots des Trittsteinbiotopenetzes werden mittels Terrestrischem Laserscanning (TLS) digitale Zwillinge in hoher Auflösung erstellt, die üblicherweise manuell gemessenen Parameter Baumposition, Baumdurchmesser, Baumhöhe und Kronenansatz werden aus den Punktwolken automatisch extrahiert. Durch die Erfassung vieler Baumdurchmesser vom Stammfuß bis in große Baumhöhen kann die gesamte oberirdische Biomasse sowie die Qualität des Stammes sehr genau erfasst und im Zuge von Folgemessungen auch bilanziert werden. Die Anzahl der auf einem Aufnahmepunkt vermessenen Bäume wird gegenüber herkömmlichen Verfahren vervielfacht und die Genauigkeit der Ergebnisse va. hinsichtlich der oberirdischen Biomasse wird signifikant erhöht. Die erstmals verfügbare Kenntnis von Baumposition, Baumhöhe, Kronenvolumen und Kronenprojektionsfläche aller erfassten Bäume einschließlich ihrer konkurrierenden Nachbarbäume kann in Zukunft eine Einzelbaum-bezogene Waldwachstumssimulation deutlich verbessern und eine Wachstums- und Vitalitätsprognose der vorgefundenen Baumartenkombination unter unterschiedlichen Klima- und Behandlungsszenarien ermöglichen. Dadurch wird die künftige Baumartenwahl bestmöglich unterstützt. Die Digitalisierung der ÖWI-Punkte erlaubt den quantitativen Vergleich von Methoden (Laserscanning versus Feldaufnahmen) sowie die Evaluierung von automatisiert aus Punktwolken hergeleiteten Biodiversitäts-Indikatoren wie etwa Heterogenitäts-Kennzahlen oder Totholzvolumina.
• Digitalisierung in der Forsttechnik
  Aus der Sicht der Forstwirtschaft trägt eine erfolgreiche Anwendung von digitalen Technologien nicht nur zur Stärkung der Wettbewerbsfähigkeit bei, sondern liefert in Kontext mit einem klimaangepassten Waldmanagement in Zeiten des Klimawandels wichtige Impulse zur Steigerung der Energie- und Kosteneffizienz sowie Ressourcenschonung.   Das Projekt zielt darauf ab, die Kosten- und Energieeffizienz sowie die möglichen Umweltauswirkungen von forstlichen Wertschöpfungsketten durch Digitalisierung im Maschinen- und Prozessbereich zu verbessern. Bei der Nutzung von neuen innovativen Technologien für die nachhaltige Holzbereitstellung im Gebirge geht es vor allem um Verbesserung der Kosteneffizienz durch Erhöhung der Produktivität und Reduktion des Treibstoffverbrauches sowie bestmöglicher Schonung der Ressource Wald und Umwelt als aktiver Beitrag zum Klimaschutz. Die damit zunehmende Mechanisierung/Automatisierung verbessert auch die Arbeitssicherheit bei der Waldarbeit und bietet die Chance, den Arbeitskräftemangel zu kompensieren.