Holzpolter in kurzer Zeit automatisch vermessen und dokumentieren lassen? Das verspricht die Fotosoftware-App iFOVEA für Andoid und IOS. Der Autor hat in einem Praxistest geprüft, ob man mit der App brauchbare Ergebnisse erzielen kann.
Im Testzeitraum (2. Halbj. 2014) wurden von sechs Einsatzleitern ungefähr 30.000 Festmeter Holz der Sorten SL, SP und IS mit der Fotosoftware vermessen. Dabei kamen als Aufnahmegeräte das iPad mini und das iPhone 5 zum Einsatz.
Auf der Herstellerseite www.fovea.eu finden Sie eine ausführliche Anleitung der Software inklusive eines Videos.
Funktionsweise der App
Abb. 1: Fixlängen-Polter: Einzelstücke gezählt und die Durchmesser ermittelt.
Abb. 2: Schichtholz-Polter: Polygonzug um Polterfrontfläche.
Die App wurde ursprünglich auf Basis des Betriebssystems IOS (Apple) programmiert. Mittlerweile steht sie auch für das Betriebssystem Android zur Verfügung. Die Software dient der Vermessung einzelner Polter. Zielgrößen sind beim Nadelindustrieholz das Raummaß, bei Fixlängenpoltern die Stückzahl, das Festmaß und die Einzeldurchmesser. Zuerst muss der Polter fotografiert und die Polterbreite mit dem Maßband gemessen werden. Innerhalb von ein bis zwei Minuten setzt die Software die Einzelbilder zu einem Gesamtbild zusammen (s. Abb. 1 und Abb. 2) und berechnet die Zielgrößen. Direkt danach können am Touchscreen manuelle Korrekturen am angezeigten Polterbild vorgenommen werden.
Bewertung der App im Einzelnen
Abb. 3: Die App iFOVEA.
Bedienung
Die Software war im Test intuitiv zu bedienen, durchgängig nachvollziehbar und selbsterklärend aufgebaut. Die Einarbeitungszeit war dadurch verschwindend gering. Die Einzelfotos waren einfach zu erstellen. Die automatisierte Bereitstellung des Gesamtbildes und die Auswertung erfolgten extrem schnell und in guter Qualität. Da die Daten und das zugehörige Bild unmittelbar vor Ort zur Verfügung standen, war bei Ungereimtheiten ein direkter Abgleich zwischen Polter und erstelltem Bild möglich. Manuelle Korrekturen per Touchscreen waren einfach durchführbar.
Da als Referenzmaß lediglich die Gesamtpolterlänge aufgenommen wird, ist es für die Genauigkeit der Messergebnisse immens wichtig, das Gerät beim Fotografieren parallel zur Polterstirnfläche zu halten. Nur so ist gewährleistet, dass über die einzelnen Aufnahmen, aus denen das Gesamtbild zusammengesetzt wird, ein einheitlicher Maßstab gilt. Daraus ergaben sich im Test die größten Nachteile der Software:
- Bei der Aufnahme mussten teilweise ergonomisch sehr ungünstige Körperhaltungen von tief gebückt bis hoch gestreckt eingenommen werden, um parallel zum Polter zu bleiben. In diesen Positionen sieht man nicht direkt auf das Display und kann den Bildausschnitt nicht zuverlässig beurteilen.
- Polter, die sich zu stark über beziehungsweise unter Wegniveau befanden, konnten gar nicht aufgenommen werden.
- Gab es Abweichungen zwischen der Aufnahme- und Polterebene, wurden die Einzelfotos fehlerhaft zusammengefügt, so dass Teile des Polters auf dem Bild doppelt eingefügt wurden.
Fehler bei der Bilderkennung wie fehlende Stämme oder doppelt abgebildete Polterteile entstanden durch falsche Aufnahmewinkel, aber auch durch zu geringe Bildkontraste zum Beispiel bei Schneelage oder bei Poltern auf der Wiese. Bei fehlerhaft zusammengefügten Bildern wird von der Software keine Fehlermeldung ausgegeben.
Als sehr pfiffig erwies sich die Möglichkeit, während der Aufnahme eines Polters zwischen den einzelnen Bildern beliebig vom Quer- ins Hochformat zu wechseln. Dies vor allem, wenn für die Aufnahme ein nur geringer Abstand zum Polter möglich war.
Überprüfung der Genauigkeit
Die Regeln, nach denen die Software die Bilder auswertet, sind uns nicht bekannt. Um die Ergebnisse der Fotovermessung zu beurteilen, wurden sie für das Raummaß mit dem manuellen Vermessungsverfahren und hinsichtlich der Stückzahl und des Festmaßes mit den Werten der Werksvermessung verglichen.
Stückzählung
Bei 57 % der Polter wich die mittels Fovea-App ermittelte Stückzahl um mehr als 1 % gegenüber der Werksstückzahl ab. Bei der manuellen Zählung wichen nur 45 % der Polter um mehr als 1 % ab. Über alle Lose hinweg ergab sich zu der im Werk ermittelten Gesamtzahl von 48.857 Stück eine absolute Differenz von 648 Stück beziehungsweise
1,3 %.
Volumenermittlung von Fixlängen
Die Differenz beim Festmaß streute wesentlich breiter als die Stückzahldifferenz. Nur bei sechs von 69 Losen lag das mittels Fovea-App ermittelte Volumen im Rahmen von 3 % im Vergleich zum Werksmaß. Bei Losen mit einer Stückzahldifferenz bis 1 % kam es zu beachtlichen Differenzen beim Festmaß von +20 % bis -36 %.
Vermessung von Nadelindustrieholz per Raummaß
Bei der Ermittlung des Raummaßes bei Nadel-Industrieschichtholz wurde der Einfluss der korrekten Bedienung auf die Maßermittlung deutlich. Das mehrmalige Fotografieren desselben Schichtholz-Polters durch eine ungeübte Person ergab eine recht gute Wiederholgenauigkeit. Wurde derselbe Polter dagegen von verschiedenen Personen aufgenommen, schwankte das Raummaß zwischen
91 % und 111 % im Vergleich zum von Hand ermittelten Sektionsraummaß. Grund dafür war die unterschiedliche Anpassung der ermittelten Kontur. Erst nachdem gemeinsame Regeln für die Anpassung beschlossen wurden, stimmten die Ergebnisse sehr gut überein.
Beim losweisen Vergleich zwischen den beiden Vermessungsverfahren lag die absolute Abweichung zwischen +25,77 Rm m. R. und -9,63 Rm m. R., im Mittel lag das durch die Fovea-App ermittelte Maß 0,13 Rm m. R. über dem Waldmaß. In Prozenten ausgedrückt, lagen die Ergebnisse zwischen +12 % und -10 %, im Mittel lag das durch die Fovea-App ermittelte Maß um 0,3 % über dem Waldmaß. Bei 18 Losen beziehungsweise 72 % war die Maßdifferenz kleiner +/- 5 %; ein sehr gutes Ergebnis. Über alle 26 Lose ergab sich bei einer Gesamtmasse von 2.323 Rm eine Differenz von 3,19 Rm m. R. beziehungsweise 0,13 %.
Einflussfaktoren außerhalb der Software
Polter
Ein möglichst genaues Messergebnis stellt hohe Anforderungen an die Polterqualität:
- bündige Vorderseite
- gerade Polterstirnfläche senkrecht und waagerecht
- keine Holzverfärbungen
- nicht unter Wegeniveau oder auf hoher Böschung
- ausreichend Abstand zum Polter vorhanden
- alle Stücke sichtbar, auf Unterlagen und frei von Bewuchs
- dick- und dünnörtig im Wechsel, damit die Frontseite repräsentativ für das Polter ist
- einheitliche Sortimentslänge
- IS-Polter kompakt gesetzt, keine Lücken, kein Reisig-Eintrag o. ä.
- Kontur beim IS-Polter möglichst wenig ausgefranst
Die Liste ist lang und man kann sich vorstellen, wie viele Polter in der Praxis momentan alle diese Bedingungen erfüllen.
Anwendende
Nur erfahrene Anwendende, die eine gewisse Routine mit der Software entwickelt haben, erzielten gute Ergebnisse. Es bedarf zum einen einer großen Sorgfalt beim Fotografieren und zum anderen der qualifizierten Beurteilung des Bildes, um Fehler erkennen und korrigieren zu können. Anwendende müssen die Verfahrensanforderungen kennen und deren Auswirkung auf die Vermessung beurteilen können.
Arbeitssicherheit
- Da bei der Vermessung mittels Fovea-App ohne Farbmarkierungen gearbeitet wird, fällt kein ungesunder Sprühnebel an.
- Das direkte Arbeiten an hohen Poltern entfällt.
Weitere Einflussfaktoren
- Kontrast: gute Lichtverhältnisse und möglichst helles Holz wirken sich positiv auf die automatische Erkennung des Holzes und damit die Genauigkeit der Ergebnisse aus.
- Tiefstehende Sonne hinter dem Polter (Gegenlicht) kann eine Aufnahme unmöglich machen.
- Das spiegelnde Display kann eine Aufnahme unmöglich machen, wenn die Sonne im Rücken steht.
- Vereinzelt kam es vor, dass ein Bild fehlerhaft zusammengesetzt wurde; dies war nur schwierig erkennbar.
Bewertung der Ergebnisse
Es ergeben sich große Vorteile eines automatisierten fotografischen Vermessungssystems für den Forstbetrieb, die den Einsatz des Systems sinnvoll machen:
- Erhöhter Gesundheitsschutz der Anwendenden
- Fotodokumentation des Polters zum Zeitpunkt der Bereitstellung
- Brauchbare und nachvollziehbare Stückzählung bei Fixlängen
- Brauchbare Raummaßermittlung bei Schichtholz
- Zeitnahe Ergebnisse direkt vor Ort
- Einfache und intuitive Bedienung der Software
- Einfache Nacharbeit am Touchscreen möglich
Die erreichte Genauigkeit bei der Stückzählung und der Raummaßermittlung ist ausreichend gut und die Ergebnisse brauchbar für die Verwendung im Verkaufsprozess.
Die erreichte Genauigkeit bei der Volumenermittlung von Fixlängen ist zu gering und weder für eine Volumenkontrolle des Werksmaßes noch als Logistik- oder Abrechnungsmaß tauglich. Die Ursachen hierfür sind jedoch nur teilweise in der Software begründet, sondern liegen überwiegend in der Polterqualität und den Umgebungsbedingungen.
Es gibt Situationen, in denen das System nicht einsetzbar ist, zum Beispiel
- bei ungünstiger Lage des Polters zum Aufnahmeniveau und
- bei spiegelndem Display oder Gegenlicht.
Es gibt Situationen, in denen die Ergebnisse nicht brauchbar sind, zum Beispiel
- bei fehlerhafter Bildzusammensetzung durch die Software und
- bei nicht repräsentativer Poltervorderseite.
Die Auswertung der Testergebnisse zeigt ganz klar, dass die Qualität der Ergebnisse der Fotovermessung von der Polterqualität abhängen. Die Anforderungen steigen, je detaillierter die Auswertung sein soll, von reiner Dokumentation über Stückzählung, über Raummaßermittlung bei Industrieholz, bis zur Festmaß- und Durchmesserermittlung bei Fixlängen. Die Vorgaben für die Polterqualität gehören zum Verfahren. Wie bei jedem Vermessungsverfahren gilt auch hier: Das Verfahren liefert nur dann brauchbare Ergebnisse, wenn die Vorgaben eingehalten werden.
Der Autor ist überzeugt, dass die Polterqualität gesteigert werden kann. Dies bedarf der Schulung der Beteiligten und führt unter Umständen zu einem Mehraufwand beim Poltern. Werden die Vorgaben eingehalten, ist die Fotovermessung geeignet, die Qualität der bisherigen Vermessung von Fixlängen zu verbessern und den Prozess zu rationalisieren.
Es wird aber immer wieder Situationen geben, in denen die Vorgaben nicht eingehalten werden können und eventuell nur ein Teil der Zielgrößen automatisiert ermittelbar ist. Jedoch wäre bereits die Fotodokumentation ein großer Fortschritt. Das Foto-Vermessungsverfahren kann somit nur ergänzend zu den bisher angewandten Verfahren gesehen werden.
Der Autor bedankt sich für die konstruktiven Anmerkungen von Axel Hink (Tü 83) und Viktor Löffler (MLR 55).
