AFoRS System
Das AFoRS-System setzt sich aus drei Hauptbestandteilen zusammen:
- Der AFoRS-Applikation auf dem mobilen Endgerät zur Datenerfassung und Übertragung
- Dem AFoRS-Bildverarbeitungsserver
- Der AFoRS-Webplattform
Die Datenerfassung
Die Datenerfassung erfolgt über das mobile Endgerät und der AFoRS-Applikation, mit deren Hilfe eine einfache Aufnahme von Bildern sowie aller wesentlichen Zusatzinformationen ermöglicht wird. Durch die AFoRS-Applikation werden frontale Einzelbilder von Rohholzpoltern aufgenommen mit Metadaten versehen und zur Berechnung an den AFoRS-Server gesendet. Zur Sicherstellung der Aufnahme adäquater Bilddaten wurden Unterstützungstools in die AFoRS-App integriert, die eine hundertprozentige Verarbeitbarkeit der aufgenommenen Rohholzbilder sicherstellen. Darüber hinaus werden Informationen zu Datum, Uhrzeit, Positions und Identifikations voll automatisiert aus den Bibliotheken des Aufnahmegerätes entnommen und Ihrem Datensatz hinzugefügt.
Das Kernstück
Kernstück des AFoRS-Bildverarbeitungsservers ist ein 12 stufiges Bildverarbeitungsframework, die AFoRS-BV-Pipeline, die in Zusammenarbeit mit dem Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung IGD entwickelt wurde und für die voll automatisierten Vermessung des Polters nach Raummaß, Festmaß, Stammanzahl und Stärkeklassenverteilung verantwortlich ist. Die so erhobenen Daten stehen Ihnen über die AFoRS-Webplattform zur Verwaltung, Bearbeitung und Weiterleitung zur Verfügung.
Die Bildverarbeitung
Die Bildverarbeitung ist entkoppelt und in sich eigenständig. Die sogenannte AFoRS-BV-Pipeline arbeitet asynchron einkommende Rohholzdaten ab und stellt die errechneten Ergebnisse bereit. Einkommende Daten sind frontal aufgenommene Bilder eines Polters und Metadaten, wie Poltertiefe,Umrechnungsfaktoren und Abzüge. In einem mehrstufigen Prozess werden die einzelnen Bilder zuerst vorverarbeitet, deren Qualität geprüft und mit einem neuartigen Verfahren, die jeweilige Holzflächen segmentiert. Die Bilder werden optisch und perspektivisch entzerrt, die Polterhülle berechnet und jeder Stamm separiert. Die Anzahl und die Stammklassenverteilung ergeben sich aus einem Verfahren, welches die einzelnen Baumstämme im Binärbild trennt und die Radien ermittelt. Zur internen Verarbeitung der einzelnen Bilder werden die Bilder zusammengesetzt und entsprechende Überlappungsbereiche ermittelt. Im Endergebnis stehen die Raum- und Festmeter, die Stärkeklassenverteilung und die Anzahl der Stämme dem Nutzer bereit. Damit die Verarbeitungskette transparent ist, werden die zusammengesetzten Polteraufnahmen und die segmentierten Bilder zusätzlich bereitgestellt.
Verarbeitungsprozess innerhalb der AFoRS-BV-Pipeline
Sichere Schnittstellen sowie die direkte Datenübermittlung (via UMTS, HSDPA (+), LTE und WLAN) auf dem AFoRS-Server ermöglichen einen schnellen Zugriff sowie dynamische Strukturierung, Verwaltung, Bearbeitung und Präsentation der Polterinformationen. Integrierte GIS-Werkzeuge erlauben zudem die Administration und Koordination der Holzbestände im Wald. Externe Schnittstellen zu Kunden bzw. Prozesspartnern sowie zu weiteren Online-Services (z.B. Transportbörsen) ermöglichen einen optimierten Datenaustausch.
Genauigkeit & Sicherheit
Um ein möglichst genaues Ergebnis und eine komfortable Anwendung durch den Nutzer sicherzustellen, muss jedes AFoRS-Aufnahmegerät einen Kalibrierungsvorgang durchlaufen. In diesem werden optische Fehler der Linse sowie Sensoreigenschaften des Aufnahmegerätes ermittelt und ggf. ausgeglichen.
Um eine einhundertprozentige Verwendbarkeit der Polteraufnahmen gewährleisten zu können, wird jedes Polterbild auf seine Verarbeitbarkeit durch die mobile AFoRS-Applikation geprüft und bei der Erkennung unzureichender Bildqualität eine Neuaufnahme durch den Benutzer veranlasst.
Die Genauigkeit der Ergebnisse der AFoRS-BV-Pipeline ist bereits mit verschiedenen Methoden ausgewertet worden. Auf Basis von manuell segmentierten Bilddaten wurden einzelne Module getestet. Die Ergebnisse der gesamten Pipeline sind mit Daten aus Waldaufmaßen verglichen worden. Hierbei wurden mittlere Abweichungen von weniger als 5% ermittelt.