DE102017010285A1 - Automatisiertes Verfahren zur Überwachung von Bäumen auf Rodungsaktivitäten unter Verwendung von Beschleunigungssensoren - Google Patents

Abstract

Es wird ein Verfahren vorgestellt, das der Überwachung von Bäumen auf Rodungsaktivitäten unter Verwendung von Beschleunigungssensoren dient. Das Verfahren umfasst nachfolgende Schritte:
Installation mindestens eines Beschleunigungssensors an mindestens einem Baum oder in der Nähe des Baumes und in ausreichender Höhe, so dass das Umstürzen und/oder Aufprallen des Baumes zu einer messbaren Beschleunigung des Sensors führt.
Auswertung der Beschleunigungsdaten und Erzeugung eines Alarmsignals, falls ein festgelegter Schwellenwert überschritten wird,
Übertragung der Beschleunigungsdaten und/oder des abgeleiteten Alarmsignals an einen Rechner mittels gängiger elektronischer Übertragungstechnologien (Satelliten-Kommunikation, Übertragung mittels Mobilfunknetz etc.).

Description

• Die Erfindung bezieht sich auf ein automatisiertes Verfahren zur Überwachung von Bäumen auf Rodungsaktivitäten unter Verwendung von Beschleunigungssensoren.
• In vielen Wäldern werden Bäume illegal gerodet. Dies kann Schutzgebiete, Wälder im Privatbesitz und staatliche Forste betreffen. Eine Überwachung des aktuellen Status findet heute mit Hilfe von Patrouillen, Flug-Aufnahmen oder Satelliten statt. Da viele Wälder in abgelegenen, schwer zugänglichen Regionen liegen, sind Patrouillen oder Flug-Aufnahmen kostenintensiv und aufwändig. Die Aufnahmen von Satelliten müssen zunächst aufbereitet werden, um die Rodung einer Waldfläche erkennen zu können. Diese Aufbereitung kann mehrere Tage bis Wochen in Anspruch nehmen. Während dieser Zeit können Forstbehörden oder Waldbesitzer keine geeigneten Gegenmaßnahmen ergreifen um den Baumbestand zu schützen. Die illegale Rodung kann in vielen Fällen nur im Nachhinein festgestellt werden. Besonders Bäume, deren Holz sehr wertvoll ist (z.B. Mahagoni) werden häufig gezielt gerodet und aus dem Waldgebiet entfernt. Ein solches Vorgehen ist durch die Auswertung von Satellitenbildern und Flugaufnahmen kaum zu erkennen.
• Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein automatisiertes Verfahren anzugeben, welches schnell und zu geringen Kosten das Fällen einzelner Bäume überwacht und Rodungsaktivitäten ohne Zeitverlust festgestellt.
• Die Aufgabe der Erfindung wird durch den Gegenstand der Erfindung gelöst. Gegenstand der Erfindung ist ein rechnergestütztes Verfahren welches die Rodung von Bäumen anhand der auftretenden Beschleunigung des umstürzenden Baumstammes detektiert. Mit Hilfe mindestens eines am Baum befestigten Beschleunigungssensors wird die punktuelle Beschleunigung des Baumstammes während des Umfallens und während des Aufschlages auf den Boden detektiert. Die Auswertung der Beschleunigungsdaten führt zu der Erzeugung eines Alarmsignals, falls ein festgelegter Schwellenwert überschritten wird. Es erfolgt die Übertragung der Beschleunigungsdaten und/oder des abgeleiteten Alarmsignals an einen Rechner mittels gängiger elektronischer Übertragungstechnologien (Satelliten-Kommunikation, Mobilfunknetz, Bluetooth etc.).
• In einer vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens, wird der Beschleunigungssensor in größerer Höhe (> 3 m) am Baum befestigt, um ein Entfernen oder eine Manipulation des Sensors zu verhindern.
• In einer anderen, vorteilhaften Weiterbildung des Verfahrens wird der Beschleunigungssensor durch eine Tarn-Abdeckung geschützt, um ein Entfernen oder eine Manipulation des Sensors zu verhindern.
• Die Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen (Anlage 1) näher erläutert.
• 1 Zeichnung 1 zeigt mögliche Positionen für die Installation von Beschleunigungssensoren am Baum.
  1. 1) Installation mit Hilfe eines Bandes oder einer Schnur an einem Ast. Für die Installation kann ggf. eine Schleudervorrichtung genutzt werden.
  2. 2) Installation am Stamm. Gängige Befestigungsmethoden wie z.B. Kleben, Verschrauben oder Festnageln finden Anwendung.
  3. 3) Installation an Ästen. Vermindert die Sichtbarkeit vom Boden aus, so dass eine Entdeckung und ggf. Entfernung des Sensors vermieden wird.
  Weitere Ausführungsbeispiele sind denkbar.
• 2 Zeichnung 2 zeigt den zeitlichen Verlauf der vertikalen Beschleunigung während des Sturzes und Aufprall eines Baumes. Vor der Fällung des Baumes ist die vertikale Beschleunigung des Sensors 0 m/s². In Abhängigkeit des Installationsortes, z.B. an einem Ast, können höchstens sehr geringe Beschleunigungen auftreten. Die wahrscheinlichste Ursache ist die Bewegung des Astes durch Wind. Wird der Baum gefällt, erfährt der Sensor zunächst eine geringe Beschleunigung, die sich aber im Verlauf des Sturzes beständig erhöht. Eine solch hohe Beschleunigung von mehreren m/s², kann eindeutig dem Umstürzen des Baumes zugeordnet werden. Beim Aufprall des Baumes aufden Boden, erfährt der Sensor eine sehr hohe, negative Beschleunigung, er wird alsoabrupt abgenremst. Auch dieses Signalverhalten kann eindeutigzugeordnet werden. Anschließend bleibt der Baum in einer Position liegen, dievertikale Beschleunigung beträgt erneut 0 m/s².

Claims (9)

1. Verfahren zur Überwachung von Bäumen auf Rodungsaktivitäten unter Verwendung von Beschleunigungssensoren, umfassend die Schritte: Installation mindestens eines Beschleunigungssensors an mindestens einem Baum oder in der Nähe des Baumes und in ausreichender Höhe, so dass das Umstürzen und/oder Aufprallen des Baumes zu einer messbaren Beschleunigung des Sensors führt, Auswertung der Beschleunigungsdaten und Erzeugung eines Alarmsignals, falls ein festgelegter Schwellenwert überschritten wird, Übertragung der Beschleunigungsdaten und/oder des Alarmsignals an einen Rechner mittels gängiger elektronischer Übertragungstechnologien (Satelliten-Kommunikation, Mobilfunknetz, Bluetooth, etc.).
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Übertragung der Beschleunigungsdaten und/oder des Alarmsignals mindestens eines Sensors in einem zweistufigen Verfahren erfolgt: Übertragen der Beschleunigungsdaten und/oder des Alarmsignals des mindestens eines Sensors über eine kurze Distanz (1 m bis 10 km) zu einem Rechner, Verarbeiten der Beschleunigungsdaten und/oder des Alarmsignals des mindestens eines Sensors und Übertragung dieser Information über eine große Distanz an eine zentrale Auswerteeinheit zur Erfassung der Sensor-Informationen und/oder Alarmsignale mehrerer Waldgebiete.
3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Beschleunigungssensor zusätzlich mit einem Temperatursensor bzw. einer thermischen Sicherung ausgestattet ist, um einen Waldbrand oder eine Brandrodung zu detektieren.
4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungsdaten und/oder das Alarmsignal mindestens eines Sensors mit den GPS-Daten des Installationsortes kombiniert werden, um eine weitergehende Auswertung der Daten zu ermöglichen.
5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungsdaten bzw. das Alarmsignal mindestens eines Sensors mit den Wetter-Daten des Installationsortes kombiniert werden, um eine weitergehende Auswertung der Daten zu ermöglichen.
6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Beschleunigungsdaten bzw. Alarmsignale mindestens zweier Sensoren kombiniert ausgewertet werden, um Aussagen über die Sicherheit einzelner Signale oder die Größe der betroffenen Rodungsfläche treffen zu können.
7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der mindestens eines Beschleunigungssensors in größerer Höhe (> 3 m) am Baum befestigt wird.
8. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Sensor durch eine Tarn-Abdeckung geschützt wird.
9. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei für die Installation des Sensors eine Schuss- oder Wurfvorrichtung eingesetzt wird.

Images