Betreuung: Markus Hollaus

Baumhöhen aus Airborne Laserscanning, die aus einem Canopy Height Model berechnet werden, zeigen in stark geneigtem Gelände systematische Abweichungen. Ein wesentlicher Grund ist, dass die Kronenspitze meist korrekt erkannt wird, die Höhenreferenz unter der Krone jedoch stets vertikal zum Relief bestimmt wird und damit nicht dem Stammfuß entspricht. Diese Arbeit untersucht diesen Effekt im Europaschutzgebiet Rohrach in Vorarlberg und entwickelt eine Korrektur für ALS-Baumhöhen, die ausschließlich Merkmale aus den ALS-Daten nutzt.Das Untersuchungsgebiet umfasst rund 105 ha und weist ein sehr steiles Relief auf. 37,6 Prozent der Fläche liegen über 30 Grad Hangneigung. Es stehen ein sehr dichter UAV-LiDAR-Datensatz mit etwa 4.380 Punkten je Quadratmeter und ein ALS-Datensatz mit etwa 40 Punkten je Quadratmeter zur Verfügung. Aus den UAV-Daten werden Referenzbaumhöhen automatisiert berechnet. Dazu werden Einzelbäume segmentiert, Baumspitzen bestimmt und Stammfußpunkte über einen kürzesten Pfad nach Dijkstra in einem Graphen aus Punktwolken- und DTM-Knoten gesucht. Die Baumhöhe wird als vertikale Differenz zwischen Baumspitze und Stammansatzpunkt definiert. UAV- und ALS-Bäume werden über Baumspitzen gematcht, indem ein Suchzylinder mit 2 m mal 2 m Querschnitt an der Baumspitze verwendet wird. Es entstehen 5.418 eindeutige Paare.Für die Korrektur wird ein lineares Ensemble aus Random Forest und Histogram Gradient Boosting trainiert. Zusätzlich werden Bäume in Bereichen mit hoher Hangneigung sowie in Zonen mit stark variierender Geländehöhe innerhalb eines lokalen Umfelds höher gewichtet, und die Korrekturwerte werden kalibriert. In einer räumlich getrennten Kreuzvalidierung innerhalb der Trainingsgebiete sinkt der MAE von 0,97 m auf 0,37 m und der RMSE von 1,59 m auf 0,57 m. Das 99. Perzentil der absoluten Fehler sinkt von 6,11 m auf 1,97 m und der Bias liegt bei 0,002 m. Im unabhängigen Testgebiet sinkt der MAE von 1,21 m auf 0,76 m und der RMSE von 1,95 m auf 1,16 m. Das 99. Perzentil sinkt von 7,74 m auf 3,99 m und der Bias von 0,96 m auf 0,11 m. Damit werden sowohl systematische Überhöhungen als auch seltene Extremfehler reduziert und ALS-Baumhöhen werden in steilem Gelände robuster nutzbar.