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Title:
DEVICE FOR DETECTING A FOREST STAND
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2019/113620
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a device for detecting a forest stand, wherein the device comprises an aircraft and a sensor module. The invention further relates to an associated method. The problem addressed by the present invention is that of providing a method and a device which allows single-point measurements even in the densest forest, and minimizes the risk of damage or loss. This problem is solved by the device and the method by providing a cable winch on the aircraft with the sensor module being capable of being lowered from the aircraft by the cable winch.

Inventors:
BRONNER, Günther (Franz Schubert-Strasse 20, 3013 TULLNERBACH, 3013, AT)
Application Number:
AT2018/060292
Publication Date:
June 20, 2019
Filing Date:
December 11, 2018
Export Citation:
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Assignee:
UMWELTDATA G.M.B.H. (Hauptstrasse 3c, 3012 WOLFSGRABEN, 3012, AT)
International Classes:
B64C39/02; A01G23/00; B64D1/12; G01C11/00
Domestic Patent References:
WO2001068447A22001-09-20
WO2016009402A22016-01-21
Foreign References:
US20170329351A12017-11-16
US20010042538A12001-11-22
US20140163781A12014-06-12
EP2714264A12014-04-09
US20170334561A12017-11-23
EP2743788A22014-06-18
Other References:
JAAKKOLA A ET AL: "A low-cost multi-sensoral mobile mapping system and its feasibility for tree measurements", ISPRS JOURNAL OF PHOTOGRAMMETRY AND REMOTE SENSING, AMSTERDAM [U.A.] : ELSEVIER, AMSTERDAM, NL, vol. 65, no. 6, 1 November 2010 (2010-11-01), pages 514 - 522, XP027487898, ISSN: 0924-2716, [retrieved on 20100909], DOI: 10.1016/J.ISPRSJPRS.2010.08.002
Attorney, Agent or Firm:
BABELUK, Michael (Florianigasse 26/3, 1080 WIEN, 1080, AT)
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Claims:
P A T E N T A N S P R Ü C H E

1. Vorrichtung zur Erfassung eines Forstbestandes, wobei die Vorrichtung ein Luftfahrzeug, sowie ein Sensormodul umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass eine Seilwinde am Luftfahrzeug vorgesehen ist und das Sensormodul über die Seilwinde von dem Luftfahrzeug absenkbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahr- zeug ein unbemanntes Luftfahrzeug ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass das unbe- mannte Luftfahrzeug eine Drohne ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass eine Außenkontur eines Gehäuses des Sensormoduls im Wesentlichen schraubenförmig ist.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul eine Schwungmasse zur Stabilisation aufweist, die vorzugsweise als Akkumulator ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug an einer Unterseite eine Abstandsmessungsvorrichtung aufweist, die vorzugsweise ein Laserdistanzmessungsmodul und/oder Ultra- schal Idistanzmessungsmodul aufweist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul ein Lasermodul zur Bestimmung der Geometrie und der Lage der Baumoberflächen in hoher Auflösung aufweist und zumindest eine Laseraustrittsöffnung vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass das Laser- modul im Inneren einen rotierenden Laserpulsgeber aufweist, so dass Laser- messpulse in hoher Auflösung in alle Richtungen (360° in einer waagrechten Ebene) abgebbar sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass eine Laseraustrittsrichtung im Lasermodul vorgesehen ist, die von einer Waag- rechten einen Winkel aufweist, der zwischen 0° bis 45° aufweist.

10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS) und zumindest ein Kreiselinstrument aufweist.

11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul zumindest eine Kamera, vorzugsweise eine Digitalka- mera umfasst und die Kamera vorzugsweise mit zumindest einem Laserpro- jektor ausgestattet ist, wobei die Kamera besonders bevorzugt eine Stereo- kamera ist.

12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul ein Radarmodul aufweist.

13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul ein Ultraschallmodul aufweist.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilwinde fernsteuerbar ist.

15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug zumindest eine erste Videokamera zur Überwachung der Absenkung des Sensormoduls aufweist, wobei die erste Videokamera in Richtung des Sensormoduls orientiert ist und mit einem Empfänger verbun- den ist

16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul zumindest eine zweite Videokamera zur Überwachung der Absenkung des Sensormoduls aufweist wobei die zweite Videokamera mit einem Empfänger verbunden ist.

17. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 16, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul zumindest einen Distanzsensor aufweist, der nach un- ten gerichtet ist.

18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilwinde eine mechanische Spiralfeder aufweist, die bei angehobe- nem Sensormodul entspannt ist.

19. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 18, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilwinde einen Rekuperator aufweist, der beim Absenken des Sen- sormoduls freiwerdende Energie in einen Akkumulator speist.

20. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 19, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul einen Hyperspektralsensor zur visuellen und automa- tischen Erkennung von Baumarten, Baumvitalität oder Baumschäden auf- weist.

21. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, dass eine Trennvorrichtung vorgesehen ist zum Abkoppeln des Sensormo- duls.

22. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul einen Peilsender aufweist.

23. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung ein Aufnahmemodul mit einem satellitenbasierten Funk- modul - vorzugsweise einem Mobilfunkmodul der 5. Generation aufweist.

24. Verfahren zur Erfassung eines Forstbestandes mit einer Vorrichtung zur Er- fassung, welche ein Luftfahrzeug, sowie ein Sensormodul umfasst, und das Luftfahrzeug in einem Abstand zum Kronendach des Forstbestandes fliegt, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul während des Fluges mit einer Seilwinde vom Luftfahrzeug in eine Lücke eines Kronendachs des Forst- bestandes abgeseilt wird und Messungen mit dem abgeseilten Sensormodul durchgeführt werden.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahr- zeuge eine Drohne ist und selbstständig über das Kronendach fliegt.

26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, dass eine Schwungmasse das Luftfahrzeuge während des Fluges stabilisiert.

27. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, dass beim Absen- ken des Sensormoduls frei werdende Energie in Rotation der Schwungmasse umgewandelt wird.

28. Verfahren nach Anspruch 26 oder 27, dadurch gekennzeichnet, dass die Schwungmasse das Sensormodul in Rotation versetzt und sich das Sensor- modul vorzugsweise durch seine schraubenförmige Außenkontur eines Ge- häuses aktiv aus Hindernissen befreit.

29. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 28, dadurch gekennzeichnet, dass während des Fluges des Luftfahrzeuges Abstandsmessungen von dem Luftfahrzeug zum Boden und/oder zum Kronendach des Forstbestandes durchgeführt werden.

30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, die Geometrie und die Lage der Baumoberflächen in hoher Auflösung von einem Lasermodul aufgenommen wird.

31. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 30, dadurch gekennzeichnet, dass das Luftfahrzeug mit Hilfe eines globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) und mit zumindest einem Gyroskop navigiert und die Position des Luftfahrzeuges bestimmt wird.

32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, dass mit zumindest einer Kamera vorzugsweise schon während der Absen- kung und/oder mit einer Stereokamera, in mehrere Richtungen - bevorzugt in jeder Orientierung - Bilder vom Forstbestand aufgezeichnet werden.

33. Verfahren nach Anspruch 32, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Laserprojektor während der Fotoaufnahmen Lichtpunkte auf die Umgebung projiziert und durch die Lichtpunkte in den Aufnahmen ein Image-Matching- Verfahren durchgeführt wird.

34. Verfahren nach Anspruch 32 oder 33, dadurch gekennzeichnet, dass aus den Bildern Geometrie und Lage der Baumoberflächen, sowie das Aussehen der Baumoberfläche stereo-photogrammetrisch ausgewertet werden.

35. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 34, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Radarmodul die Geometrie und die Lage der Baumoberflächen des Forstbestandes aufgenommen wird.

36. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 35, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem Ultraschallmodul die Geometrie und die Lage der Baumober- flächen des Forstbestandes aufgenommen wird.

37. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 36, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilwinde von einem Benutzer ferngesteuert wird.

38. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 37, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest eine erste Videokamera des Luftfahrzeuges die Absenkung des Sensormoduls und die Positionierung überwacht und Daten - vorzugs- weise per Funk - an einen Empfänger sendet und die Absenkung durch den Empfänger überwacht wird.

39. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 38, dadurch gekennzeichnet, dass die Absenkung durch eine zweite Videokamera am Sensormodul über- wacht wird und Daten - vorzugsweise per Funk - an einen Empfänger sendet und die Absenkung durch den Empfänger überwacht wird.

40. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 39, dadurch gekennzeichnet, dass ein Abstand vom Sensormodul zum Boden mit einem Distanzsensor des Sensormoduls während der Absenkung gemessen wird und vorzugsweise an einen Empfänger weitergegeben wird.

41. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 40, dadurch gekennzeichnet, dass die Seilwinde eine mechanische Spiralfeder aufweist, die beim Absenken des Sensormoduls gespannt wird und sich beim Hochziehen wieder ent- spannt, wodurch der Energiebedarf für das Hochziehen reduziert wird.

42. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 41, dadurch gekennzeichnet, dass freiwerdende Energie beim Absenken des Sensormoduls durch einen Re- kuperator in einen Akkumulator eingespeist wird.

43. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 42, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul Baumarten, Baumvitalität oder Baumschäden mithilfe eines Hyperspektralsensor automatisch erkennt.

44. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul mit einer Trennvorrichtung abgekoppelt wird, wenn sich das Sensormodul oder ein Seil der Seilwinde verhakt hat.

45. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 43, dadurch gekennzeichnet, dass das Sensormodul nach dem Abwurf mit einem Peilsender detektiert wird.

46. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 45, dadurch gekennzeichnet, dass ein Aufnahmemodul mit satellitenbasiertem Funkmodul - vorzugsweise einem Mobilfunkmodul der 5. Generation - die aufgenommenen Daten mit einer zeitlichen und örtlichen Zuordnung durch Blockchain-Technologie ver- sieht.

47. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 46, dadurch gekennzeichnet, dass zuerst eine Waldfläche zumindest teilweise erfasst wird - durch Ferner- kundungsmethoden von Sensoren an Flugzeugen und Satelliten - und die Waldfläche anhand geostatistischer Verfahren in Segmente unterteilt wird, so dass der Wald innerhalb des Segmentes möglichst homogene Eigenschaften aufweist, anschließend werden vom Luftfahrzeug aus stichprobenartige Mes- sungen optimal auf die Segmente verteilt durchgeführt - vorzugsweise in einem zentralen Bereich des jeweiligen Segments - wobei die Verteilung die- ser Messungen mittels statistischer Verfahren so optimiert wird, dass inner- halb einer möglichst kurzen Flugstrecke ein Maximum an Informationen ge- sammelt wird.

Description:
Vorrichtung zur Erfassung eines Forstbestandes

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Erfassung eines Forstbestandes, wobei die Vorrichtung ein Luftfahrzeug, sowie ein Sensormodul umfasst. Weiters betrifft die Erfindung ein Verfahren zur Erfassung eines Forstbestandes mit einer Vorrich- tung zur Erfassung, welche ein Luftfahrzeug, sowie ein Sensormodul umfasst, und das Luftfahrzeug in einem Abstand zum Kronendach des Forstbestandes fliegt.

Unter Luftfahrzeugen verstehen sich hier Luftfahrzeuge schwerer als Luft. Das Sensormodul umfasst zumindest einen Sensor. Beispielsweise könnte das Sensor- modul einen optischen Sensor aufweisen.

In ebenen Lagen in seit Jahrzehnten bewirtschaften Forstflächen ist es einigerma- ßen einfach eine Erfassung des Forstbestandes durchzuführen. Dort ist eine Fahrt mit einem gelandegängigen Automobil auf Waldwegen im Wesentlichen gut mög- lich. Die Inspektion kann dort direkt durch den Förster durchgeführt werden. Die- ser kontrolliert beispielsweise in regelmäßigen Abständen das Wachstum der Bäume und misst dazu in einer Höhe von 1,30 m den Umfang der Bäume. Weiters stellt er Baumarten und Baumzustand anhand der Rinde fest und hat somit immer eine genaue Vorstellung vom Zustand des Forstbestandes.

Komplizierter stellt sich diese Inspektion in Hanglagen dar und in anderem unweg- samen Gelände. Dabei stellt einfaches Hindurchmarschieren schon ein Problem dar. Oftmals sind die Forstbestände nicht auf einfache Art und Weise zu erreichen und das Unterholz und Sträucher machen die Fortbewegung und ein Vorankom- men, sowie eine Messung unmöglich.

Um trotzdem einen Überblick über den Zustand der nicht einfach zugänglichen Holzbestände zu erhalten, wurden mehrere Möglichkeiten zur Inspektion ent- wickelt. Eine sehr teure und umständliche Methode, stellt die Messung mit einem Flugzeug oder mit einem Hubschrauber aus der Luft dar. Dabei wird Laserscanning eingesetzt um von der Position über dem Forstbestand Daten zu erheben. Dabei können gute Messungen hauptsächlich im Winter aufgenommen werden, da das Kronendach während des restlichen Jahres verhindert, dass eine Messung bis zum Stamm der Bäume vordringt. Ultraschall oder Radarmessimpulse werden vom Blätterdach reflektiert und das Messergebnis zeigt somit teilweise nur die Baum- kronen.

Eine weitere Möglichkeit stellt die Messung mit Hilfe von stationär aufgestellten Messgeräten dar, die in regelmäßigen Abständen eine Messung in ihrer Umgebung durchführen. Nachteilig dabei ist, dass diese Messgeräte an dem Ort verbleiben müssen und der Gefahr der Beschädigung im Lauf des Jahres ausgesetzt sind. Weiters ist die Reichweite für Messungen nur sehr beschränkt, da die Geräte auf ihren Standort beschränkt sind.

Aus der EP 2 772 814 A2 ist ein Erfassungssystem für einen Forstbestand bekannt, das eine Drohne aufweist, die mit zahlreichen Sensoren ausgestattet ist, wie LiDAR, Stereokamera und TOF-Kamera und Laserhöhenmesser. Die Drohne wird dabei durch den Wald gesteuert und erfasst Standorte und Durchmesser der Bäume. Sie erkennt dabei Hindernisse auf ihre Route und kann diesen ausweichen. Das ist in einem Forstbestand mit homogener Struktur und genügend großen Lücken zwischen den Bäumen gut und einfach möglich. Allerdings stellt beispiels- weise ein Waldstück ein Problem dar, in welchem Nadelbäume oder Laubbäume sehr dicht gedrängt stehen und keine Lücken für eine Drohne vorhanden sind. Wenn die Drohne sich verheddert kann sie sich nicht mehr befreien und es kann zur Beschädigung und zum Verlust dieser kommen.

Beim Flugzeuglaserscanning werden Laserpulse aus mehreren hundert Metern Höhe über dem Boden nahezu senkrecht zur Erdoberfläche gesendet, dem ent- sprechend gibt es im Wald Echos von Baumkronen, von Ästen und vom Boden, aber nur ein ganz geringer Prozentsatz wird dabei von den Stämmen reflektiert. Beim Drohnenlaserscanning werden die Laserpulse in der Regel nicht nur nach unten, sondern auch seitlich (waagrecht) oder schräg nach oben gesendet, um beispielsweise Hausfassaden in Häuserschluchten erfassen zu können. Wenn man mit einer derartigen Drohne knapp über den Baumkronen fliegt, treffen nur jene Laserpulse, die etwa in 10°-25° seitlicher Neigung, gemessen von der Senkrech- ten, ausgesendet werden, mit einem hohen Prozentsatz auf den unteren Teil der Baumstämme. Schräger einfallende Pulse werden überwiegend von den Baumkro- nen abgeschattet, bevor sie von einem Stamm reflektiert werden könnten, und senkrecht ausgesendete Pulse treffen den Stamm, der selbst eine überwiegend senkrechte Geometrie hat, so gut wie nie.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es eine Vorrichtung zur Erfassung eines Forstbestandes und ein dazugehöriges Verfahren anzugeben, das diese Nachteile verhindert und auch in dichtestem Wald punktuelle Messungen ermöglicht und das Risiko der Beschädigung oder des Verlustes minimiert.

Diese Aufgabe wird durch eine eingangs erwähnte Vorrichtung zur Erfassung des Forstbestandes erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass eine Seilwinde am Luftfahr- zeug vorgesehen ist und das Sensormodul über die Seilwinde von dem Luftfahr- zeug absenkbar ist. Außerdem wird die Aufgabe durch ein Verfahren zur Erfassung eines Forstbestan- des dadurch gelöst, dass das Sensormodul während des Fluges mit einer Seilwinde vom Luftfahrzeug in eine Lücke eines Kronendachs des Forstbestandes abgeseilt wird und Messungen mit dem Sensormodul durchgeführt werden.

Dadurch ist das Luftfahrzeug vor Beschädigung und vor Verlust weitgehend ge- schützt. Weiters wird durch das Absenken des Sensormoduls das Kronendach, das zur Reflektion von Messimpulsen bei einer Messung oberhalb des Kronendaches führen würde mit dem Sensormodul durchdrungen und die Baumstämme werden von den Messimpulsen erreicht.

Dabei ist es besonders günstig, wenn das Luftfahrzeug ein unbemanntes Luftfahr- zeug ist. Dadurch kann beim Luftfahrzeug die Größe und somit das Gewicht signi- fikant verringert werden, was wiederum die Reichweite des Luftfahrzeuges erhöht. Besonders gut eignen sich dafür Drohnen, beispielsweise in Quadrokopterbau- weise.

Eine günstige Ausführungsform sieht dabei vor, dass eine Außenkontur eines Ge- häuses des Sensormoduls im Wesentlichen schraubenförmig ist und wenn das Ver- fahren vorsieht, dass das Sensormodul in Rotation versetzt und sich das Sensor- modul vorzugsweise durch seine schraubenförmige Außenkontur aktiv aus Hinder- nissen befreit. Der Verlust des Sensormoduls durch das Verheddern in Baumkro- nen oder Gestrüpp kann somit weitgehend vermieden werden und eine Befreiung einfach erwirkt werden.

Um eine Messung zu erleichtern und die Genauigkeit weitest gehend zu erhöhen, ist es günstig, wenn das Sensormodul eine Schwungmasse zur Stabilisation auf- weist, die vorzugsweise als Akkumulator ausgebildet ist und wenn die Schwung- masse das Luftfahrzeuge während des Fluges stabilisiert.

Um den Energiebedarf des Sensormoduls zu minimieren ist es günstig, wenn beim Absenken des Sensormoduls frei werdende Energie in Rotation der Schwungmasse umgewandelt wird.

Zur Überwachung der Höhe des Luftfahrzeugs über dem Waldboden, ist es günstig wenn es an einer Unterseite eine Abstandsmessungsvorrichtung aufweist, die vor- zugsweise ein Laserdistanzmessungsmodul und/oder Ultraschalldistanzmessungs- modul aufweist und wenn während des Fluges des Luftfahrzeuges Abstandsmes- sungen von dem Luftfahrzeug zum Boden und/oder zum Kronendach des Forstbe- standes durchgeführt werden.

Besonders hochwertige und gute Messergebnisse lassen sich erzielen, wenn das Sensormodul ein Lasermodul zur Bestimmung der Geometrie und der Lage der Baumoberflächen in hoher Auflösung aufweist und zumindest eine Laseraustritts- öffnung vorgesehen ist, wobei sich der Effekt erhöht, wenn das Lasermodul im Inneren einen rotierenden Laserpulsgeber aufweist, so dass Lasermesspulse in hoher Auflösung in alle Richtungen (360° in einer waagrechten Ebene) abgebbar sind.

Weiters lassen sich gute Messergebnisse erzielen, wenn eine Laseraustrittsrichtung im Lasermodul vorgesehen ist, die von einer Waagrechten einen Winkel aufweist, der zwischen 0°-45° beträgt. Dabei ist diese Laseraustrittsrichtung als Sehwinkel des Lasermoduls zu verstehen.

Um die Position des Luftfahrzeuges jederzeit bestimmen zu können und dem Be- nutzer die Steuerung zu erleichtern und einfacher zu ermöglichen, ist es vorteil- haft, wenn es ein globales Navigationssatellitensystem (GNSS) und zumindest ein Kreiselinstrument aufweist und mit dessen Hilfe navigiert wird und die Position des Luftfahrzeuges bestimmt wird.

Eine für den Menschen besonders einfach auszuwertende Messung kann mit Hilfe einer Kamera durchgeführt werden, wobei diese vorzugsweise mit zumindest einem Laserprojektor ausgestattet ist, wobei die Kamera besonders bevorzugt eine Stereokamera ist, um schon während der Absenkung, in mehrere Richtungen - bevorzugt in jeder Orientierung - Bilder vom Forstbestand aufzuzeichnen. Beson- ders günstig ist es, wenn zwei Kameras in Stereoanordnung zur Aufnahme vorge- sehen sind.

Mit dem Laserprojektor ist es möglich, während der Fotoaufnahmen Lichtpunkte auf die Umgebung zu projizieren und durch die Lichtpunkte in den Aufnahmen ein Image-Matching-Verfahren zu ermöglichen. Dadurch können die Aufnahmen einander automatisch zugeordnet werden.

Es ist besonders vorteilhaft, wenn aus den Bildern Geometrie und Lage der Baum- oberflächen, sowie das Aussehen der Baumoberfläche stereo-photogrammetrisch ausgewertet werden.

Um genaue Aufzeichnungen auch bei schlechten Sichtverhältnissen zu ermögli- chen, sieht eine besondere Ausführung vor, dass das Sensormodul ein Radarmodul und/oder ein Ultraschallmodul aufweist. Mit diesen beiden Modulen werden die Geometrie und die Lage der Baumoberflächen des Forstbestandes aufgenommen.

Eine einfache Bedienung wird erwirkt, wenn die Seilwinde fernsteuerbar ist. Die Fernsteuerung kann erleichtert werden, sowie das Risiko der Beschädigung des Sensormoduls kann verringert werden, wenn das Luftfahrzeug zumindest eine erste Videokamera zur Überwachung der Absenkung des Sensormoduls aufweist, wobei die erste Videokamera in Richtung des Sensormoduls orientiert ist und Bilder zur Überwachung einem Empfänger möglicherweise per Funk sendet. Unter Emp- fänger versteht sich hier der Pilot des Luftfahrzeuges.

Die Überwachung ist besonders einfach möglich, wenn das Sensormodul zumin- dest eine zweite Videokamera zur Überwachung der Absenkung des Sensormoduls aufweist, wobei die zweite Videokamera mit einem Empfänger verbunden ist und dieser die Daten von der zweiten Videokamera empfängt. Anhand der übermittel- ten Bilder der zweiten Videokamera sieht der Empfänger, der Pilot einfach mögli- che Hindernisse während der Absenkung des Sensormoduls. Beispielsweise kön- nen im Weg befindliche Äste direkt erkannt werden, welche vom Luftfahrzeug aus nicht sichtbar oder erkennbar sind.

In einer besonderen Ausführung, weist das Sensormodul zumindest einen Distanz- sensor auf, der nach unten gerichtet ist. Dadurch lässt sich leicht die Position des Sensormoduls feststellen und die Entfernung zum Waldboden überwachen.

Um Energie bei der Manipulation des Sensormoduls mit der Seilwinde zu sparen, ist es vorteilhaft, wenn die Seilwinde eine mechanische Spiralfeder aufweist, die bei angehobenem Sensormodul entspannt ist. Weiter steigern lässt sich dieser Ef- fekt, wenn die Seilwinde einen Rekuperator aufweist, der beim Absenken des Sen- sormoduls freiwerdende Energie in einen Akkumulator speist.

Eine besonders vorteilige Anordnung ergibt sich, wenn das Sensormodul einen Hy- perspektralsensor zur visuellen und automatischen Erkennung von Baumarten, Baumvitalität oder Baumschäden aufweist.

Während des Fluges kann es unter Umständen zum Verfangen des Sensormoduls im Geäst oder in Strauchwerk kommen. Um den Verlust des Luftfahrzeuges da- durch zu verhindern ist eine Trennvorrichtung in einer möglichen Ausführungsva- riante vorgesehen, die zum Abkoppeln des Sensormoduls dient. Das Sensormodul wird dabei mit der Trennvorrichtung vom Luftfahrzeug abgekoppelt, wenn sich das Sensormodul oder das Seil der Seilwinde verhakt hat.

In der Folge kann das Sensormodul über einen Peilsender aufgefunden werden. Somit können das teure Luftfahrzeug und das Sensormodul vor Verlust oder Be- schädigung bewahrt werden.

In einer besonders günstigen Ausführung weist das Luftfahrzeug ein Aufnahme- modul auf und es werden die Daten von dem Aufnahmemodul gesammelt wobei das Aufnahmemodul ein satellitenbasiertes Funkmodul aufweist - vorzugsweise ein Mobilfunkmodul der 5. Generation. Durch das Aufnahmemodul wird die Au- thentizität der aufgenommenen Daten sowie seine zeitliche und örtliche Zuordnung mit Blockchain-Technologie belegt, da die aufgenommenen Daten jeweils mit Ort und Zeit verknüpft werden.

Eine besonders ressourcenschonende Vorgehensweise stellt die Möglichkeit dar, wenn zuerst eine Waldfläche zumindest teilweise erfasst wird - durch Fernerkun- dungsmethoden von Sensoren an Flugzeugen und Satelliten - und die Waldfläche anhand geostatistischer Verfahren in Segmente unterteilt wird, so dass der Wald innerhalb des Segmentes möglichst homogene Eigenschaften aufweist, anschlie- ßend werden vom Luftfahrzeug aus stichprobenartige Messungen optimal auf die Segmente verteilt durchgeführt - vorzugsweise in einem zentralen Bereich des jeweiligen Segments - wobei die Verteilung dieser Messungen mittels statistischer Verfahren so optimiert wird, dass innerhalb einer möglichst kurzen Flugstrecke ein Maximum an Informationen gesammelt wird.

Idealerweise wird aus bereits vorhandenen Dateien, oder dem Wissen des Försters ein Modell des Waldes erstellt und der Wald, der Forstbestand in homogene Seg- mente zerteilt. Wobei die Eigenschaften, die zur Unterteilung des Waldes in Seg- mente führen, je nach Bedarf unterschiedlich sein können. Anschließend werden innerhalb dieser Segmente ideale Messpunkte identifiziert und die Drohne, das Luftfahrzeug wird in optimaler Weise von einem Messpunkt zu einem nächsten Messpunkt geschickt. Dabei kann ein Teil anhand statistisch sinnvoll erscheinender Kriterien aus den Messpunkten ausgewählt werden, oder es können alle angeflo- gen werden. Die Steuerung kann entweder automatisch erfolgen oder sie wird von einem Piloten übernommen.

An diesen Messpunkten angelangt wird günstigerweise eine Lücke im Kronendach des Forstbestandes aufgesucht. Diese kann durch die nach unten blickende erste Videokamera mit Funkverbindung zum Piloten, dem Empfänger identifiziert wer- den. Dann startet die Absenkung des Sensormoduls mithilfe der Seilwinde, wobei einerseits die Höhe des Luftfahrzeuges und andererseits die Höhe des Sensormo- duls über dem Waldboden überwacht werden. Der Pilot sieht mit Hilfe der zweiten Videokamera am Sensormodul mögliche Hindernisse, wodurch die Absenkung des Sensors mit der Seilwinde und die Positionierung des Sensors in einer Lücke des Kronendaches in Echtzeit überwacht werden kann. Die Pendelbewegung des Seils und des Sensormoduls kann mit der ersten Videokamera beobachtet werden. Wenn sich das Sensormodul in geeigneter Höhe zwischen den Stämmen befindet, wird das Sensormodul durch die Schwungmasse stabilisiert und die Messung be- ginnt. Die Messwerte werden wiederum an einen Empfänger übermittelt, lokal am Sen- sormodul oder am Luftfahrzeug gespeichert. Es können dann mittels der Rinden- textur die Baumart und allfällige Schäden durch äußere Einflüsse erkannt und quantitativ stereo-photogrammetrisch ausgewertet werden.

Verfängt sich das Sensormodul oder das Seil im Astwerk der Bäume, so dient die schraubenförmige Außenkontur des Gehäuses des Sensormoduls zur aktiven Be- freiung

Bei Wind und starker Pendelbewegung des Sensormoduls oder wenn ein Aufrollen des Seiles aus anderen Gründen unmöglich ist und somit ein Bewegen des Sen- sormoduls zum Luftfahrzeug nicht mehr möglich ist, kann das Luftfahrzeug einfach mit ausgelenkter Seilwinde aufsteigen und so aus dem Wald entfernt werden.

Das Lasermessmodul (oder auch andere Module des Sensormoduls) kann bei- spielsweise aus einem rotierenden Sensor bestehen, andererseits können mehrere Sensoren eingesetzt werden, die sich einen Winkelbereich (in der Waagrechten) aufteilen.