„Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“

René Schödel, PTB

Holzvermessung in 25 Minuten

Einführung: ‐ Volkswirtschaftliche Bedeutung‐Wie wird Rohholz gemessen?‐ Die Rolle der PTB und des REA

Welche neuen Möglichkeiten moderne Messanlagen bieten (Beispiele)

‐ Harvestermessung‐ Fotooptische Vermessung‐ Rundholzvermessung

Die neue Referenzanlage der PTB

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 2 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Volkswirtschaftliche Bedeutung des „Cluster Forst und Holz“

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 3 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Quellen:  Umsatzsteuerstatistik (StBA: F 14 R 8.1), Bundesagentur für Arbeit: Arbeitsmarkt in Deutschland Zeitreihen bis 2013, Thünen Working Paper 48 Clusterstatistik Forst und Holz 2013

Wie wird Rohholz gemessen?

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 4 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Manuelles Waldmaß (Forstwirtschaft):

Fotos: Norbert Riehl, BMEL

Poltervermessung mit Messlatten/-bändern(Sektionsraummaß)

Diese hierbei benutzten Messgeräte sind geregelt (MessEG, MID Anhang MI008 [2004] bzw. MID Anhang X [2014]

Einzelstammvermessung mit Messkluppen

Wie wird Rohholz vermessen?

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 5 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Werksmaß (Holz- und Sägeindustrie):

Infrarot-Winkelscanner

Quelle: microtec.eu

Zugelassene Anlagen nach (alter) Eichordnung

Infrarot-Parallelscanner

Quelle: http://docplayer.org/26211415-Vertrauen-transparenz-bei-der-holzuebernahme.html

Rechtlicher Rahmen: MessEG / MessEV (seit 1.1.2015)

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 6 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

§ 45 Aufgaben der Physikalisch‐Technischen Bundesanstalt…hat zur Sicherung der Einheitlichkeit des gesetzlichen Messwesens naturwissenschaftlich‐technische Fragestellungen des gesetzlichen Messwesens wissenschaftlich zu bearbeiten…§ 46 RegelermittlungsausschussDer Regelermittlungsausschuss hat die Aufgabe, auf der Grundlage des Standes der TechnikRegeln und technische Spezifikationen zu ermitteln, um die wesentlichen Anforderungen an Messgeräte zu konkretisieren…

§ 6 Inverkehrbringen von Messgeräten Messgeräte dürfen nur in Verkehr gebracht werden, wenn bestimmte Voraussetzungen erfüllt sind. Zum Nachweis, dass ein Messgerät die wesentlichen Anforderungen erfüllt (MessEV ‐Anlage 2), muss eine Konformitätsbewertung erfolgreich durchgeführt worden sein.…

2015: Einberufung der Projektgruppe Holzvermessungbeteiligt: Industrieverbände, Messgerätehersteller, Forstwirtschaft, Ministerien, Eichbehörden und PTB

Innovative Verfahren: Harvestermessung

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 7 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Harvestermessung (Arbeitskreis 1 der PG Holzvermessung des REA)

Foto: Norbert Riehl, BMEL

Quelle: Nordbayrischer Kurier 08/2017

Messgrößen: Länge, Durchmesser

Wie genau?

Realistische Fehlergrenzen in Bezug zu konkreten Prüfverfahren

Entwurf zur Diskussion: „PTB-Anforderungen für Holzmessgeräte in Holzvollerntern“

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Fotooptische Poltervermessung (Arbeitskreis 3 der PG Holzvermessung des REA)

Sektionsraummaß

Foto: Norbert Riehl, BMEL

Innovative Verfahren: Fotooptische Poltervermessung

Quelle: youtube.com

Messgröße: Fläche der Polterstirn

Wie genau?

Realistische Fehlergrenzen in Bezug zu konkreten Prüfverfahren

Entwurf zur Diskussion: „PTB-Anforderungen an Fotooptische Messsysteme zur Flächenmessung an Holzpoltern“

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 9 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Rundholzvermessungsanlagen (Arbeitskreis 2 der PG Holzvermessung des REA)

alt:fester Winkel

Innovative Verfahren: Rundholzvermessungsanlagen

Messgrößen: Durchmesser, LängeWie genau?

Realistische Fehlergrenzen zu konkreten Prüfverfahren

Entwurf zur Diskussion: „PTB-Anforderungen an Rundholzvermessungsanlagen“

neu (zusätzlich): variabler Winkel

Warum ist (noch) nicht das Volumen die Messgröße

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 10 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Die Querschnittsfläche eines Körpers ist aber wohl definiert:

Für unregelmäßige Körper stehen gemessene Durchmesser i. A. in keinem genauen Zusammenhang mit der Querschnittsfläche!!

„Rundholz“ ist nicht wirklich rund! 0

dzl

V A z

2

0

dzl

V A z l R

Beispiel Zylinder:

Beispiel Kegelstumpf:

Was bringt die Messung von Durchmessern

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 11 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Im Gegensatz zu einem unter beliebigen Winkel gemessenen Durchmesser können beim variablen Winkel reproduzierbare Durchmesser gemessen werden

Was bringt die Messung von Durchmessern

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 12 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Abweichung

beliebiger Winkel +10 % (max)+4,7% (im Mittel)

Winkel, wo+3,1 %

Winkel, wo+0,6 %

Zwischenfazit

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 13 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Rohholz ist naturbedingt unregelmäßig.

Die Messung eines Durchmessers (Kluppen) hängt von der Position entlang des Stammes und vom Winkel ab.

Messungen von Durchmessern unter variablem Winkel (0° bis 180°) erlauben die Ermittlung reproduzierbarer Werte.

Die exakte Bestimmung eines Volumens erfordert die Messung der tatsächlichen Gestalt (Koordinaten) der Oberfläche.

Die Referenzanlage der PTB – „Streifenprojektion vom Feinsten“

14 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Laterale Auflösung 0,33 mm Längenmessabweichung ≤ 0,1 mm

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017

1000 mm

750 mm750 mm

1280 mm

Projektor RechteKamera

LinkeKamera

450 mm

System: Atos III Triple Scan (GOM)

Die Referenzanlage der PTB – „das Messprinzip“

15 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017

Streifenprojektion und stereoskopische Aufnahme aus verschiedenen Raumwinkeln

triangulierte Punktwolke

Die Referenzanlage der PTB – „der Macher“

16 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017

Christian Keck bei der Bildaufnahme

Die Referenzanlage der PTB – „maßgeschneiderte Auswertung“

17 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017

Die Referenzanlage der PTB – „Holzvermessung in Schritten“

18 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017

Identifikation der Stirnflächen und Zuordnung von Ausgleichsebenen

Schnittpunkte der Längsachse mit den Ausgleichsebenen ergeben die Länge

Festlegung Koordinatensystem

Bestimmung des kleinsten einschließenden Rechtecks innerhalb des SuchbereichsVorgabe eines Suchbereichs

um die Mitte des Stammes

11

22

33

44

55

Die Referenzanlage der PTB – „Transfernormale“

19 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017

Abbild eines digitalisierten Rundholzes (3D-Druck), matt lackiert Unterschied der Maße des Abbildes zu den Originaldaten

Schlussbemerkungen

Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 20 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel

Die Vermessung von Rohholz ist von enormer wirtschaftlicher Bedeutung.Neben den traditionellen (manuellen) Verfahren zur Holvermessung bieten sich heutzutage innovative, deutlich produktivere Messverfahren an.

Das neue MessEG ermöglicht es, dass die Messtechnik im gesetzlich geregelten Bereich dem technischen Fortschritt zeitnah folgen kann. Um dem für die Holzvermessung gerecht zu werden hat der REA die PG-Holzvermessung einberufen.

Die PG-Holzvermessung hat bereits „PTB-Anforderungen“ für die verschiedenen Messverfahren erarbeitet. Die Marktpartner Forstwirtschaft <-> Holzindustrie haben sich hierzu noch nicht geeinigt.

2016 wurde an der PTB eine Referenzanlage aufgebaut1) Voraussetzung geschaffen für eine wirkliche Volumenmessung2) genaue Rückführung und Bewertung von Längen und „Durchmessern“ ermöglicht

Die PTB bietet Hilfe und Beratung für die Eichbehörden an (z.B. Auswahl geeigneter Transfernormale und deren Kalibrierung mittels Referenzanlage)

Dr. René SchödelVorsitzender der REA-Projektgruppe „Holzvermessung“

Leiter des Fachbereichs „Interferometrie an Maßverkörperungen“Physikalisch-Technische BundesanstaltBraunschweig und BerlinBundesallee 10038116 Braunschweigwww.ptb.de