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Erkennung und Messung des Reaktionsholzes bei Fichte (Picea abies (L.) Karst.) mittels Verfahren der digitalen Bildanalyse

Identifying and measuring compression wood of Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.) by using methods of digital image analysis

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Holz als Roh- und Werkstoff Aims and scope Submit manuscript

Zusammenfassung

Sowohl für wissenschaftliche Untersuchungen als auch für praktische Anwendungen sind methodische Entwicklungen zur Erfassung und Messung des Reaktionsholzes der Fichte wünschenswert. Mit der vorliegenden Untersuchung wurde das Ziel verfolgt, ein innovatives Verfahren zur Erfassung und Messung von Reaktionsholz zu entwickeln und zu testen. Das vorgestellte Verfahren der digitalen Bildanalyse erlaubt es, anhand digitaler Fotografien von Stammscheiben der Fichte (Picea abies (L.) Karst.) Reaktionsholzbereiche zu erkennen, jahrringweise zu erfassen sowie deren Flächeninhalt, die Lage als Abweichungswinkel von der Nordrichtung und den Abstand von der Markröhre zu berechnen. Des Weiteren kann der Flächeninhalt der gesamten Stammscheiben anhand der Bilder ermittelt werden, so dass die Reaktionsholzflächen auch in Flächenanteile umgerechnet werden können. Die Größe der beim Fotografieren auftretenden Abbildungsfehler, die sogenannte Verzeichnung, wurde im Rahmen der vorgestellten Untersuchung geprüft, die als Prozentwert angegebene Abweichung liegt jedoch unter 1% und kann daher vernachlässigt werden. Mit dem Verfahren ist es möglich, rasch, objektiv und detailliert das Reaktionsholz bei Fichte zu erfassen, so dass die Kenntnisse über die Reaktionsholzverteilung in Stämmen, aber auch in Schnittholz vertieft werden können.

Abstract

Both for scientific analyses and for practical applications methodical developments are desirable for identifying and measuring compression wood of Norway Spruce. The objective of the present study was to develop and to test an innovative method for identifying and measuring compression wood. Methods of digital image analysis using digital photographs of discs of Norway Spruce (Picea abies (L.) Karst.) permit, to detect and to identify independently compression wood areas within single annual rings, and to calculate their area, the position given as an angle of the deviation to the direction of North and the distance from the pith. Furthermore the total area of the discs can be determined, so that the compression wood areas can be converted to proportions of the total disc area. The quantity of the images’ inaccuracy, the so-called lens distortion, was tested within the frame of the study presented, however the inaccuracy given as a percentage amounts to less than 1% and can therefore be neglected. Using this method it is possible to identify quickly, objectively and detailed compression wood of Norway Spruce, so that the knowledge about the distribution of compression wood in stems and in sawn timber as well can be extended.

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Abb. 1 Fig. 1
Abb. 2 Fig. 2
Abb. 3 Fig. 3
Abb. 4 Fig. 4

Notes

  1. ENV 1927-1 (1998): Messung der radialen Ausdehnung von Reaktionsholzbereichen; EN 1611-1 (1999) – Messung nach EN 1310 (1997): Länge und/oder Breite des einen Reaktionsholzbereich umschließenden Rechtecks

  2. Nyström (1998), Nyström und Hagman (1999a), Nyström und Hagman (1999b), Nyström und Kline (1999)

  3. wirtschaftliche Bezeichnung, umfasst im Wesentlichen Pinus taeda, Pinus palustris, Pinus echinata und Pinus eliottii

  4. RGB: Rot, Grün, Blau

  5. Körnung Grobschliff: 40, Feinschliff: 120

  6. entspricht f = [38 mm; 115 mm] bei Kleinbildkameras

  7. gemeint ist die an der geschliffenen Stammscheibenoberseite im Querschnitt punktförmig erkennbare Markröhre

  8. Die Makros wurden am Institut für Forstbenutzung und Forstliche Arbeitswissenschaft durch Dipl.-Volkswirt C. Karsch erstellt.

  9. ohne Rinde

  10. Das Programm Scion Image legt eine Ellipse um ein erfasstes Bildelement und gibt die Koordinaten des Mittelpunktes der Ellipse an.

  11. Der Bildhauptpunkt entspricht dem Lotfußpunkt des Projektionszentrums zur Bildebene.

  12. Institut für Angewandte Photogrammetrie und Geoinformatik (IAPG) der Fachhochschule Oldenburg/Ostfriesland/Wilhelmshaven, Ofener Straße 16, D-26121 Oldenburg

  13. Die prozentuale Abweichung wird als Verhältniswert zwischen dem Mittelwert der Differenz und dem entsprechenden Mittelwert ‚ohne Verzeichnungsfehler‘ definiert (Tabellen 1 und 2).

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Wernsdörfer, H., Reck, P., Seeling, U. et al. Erkennung und Messung des Reaktionsholzes bei Fichte (Picea abies (L.) Karst.) mittels Verfahren der digitalen Bildanalyse. Holz Roh Werkst 62, 243–252 (2004). https://doi.org/10.1007/s00107-004-0478-x

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