Höhere Mathematik für die schonende Diagnose von kranken Bäumen

Mathematiker und Forstexperten präsentieren neues Verfahren auf der CeBIT 2003

Die innere Beschaffenheit eines lebenden Baumes in seiner natürlichen Umgebung zu diagnostizieren, ohne ihn dabei zu zerstören oder ernsthaft zu verletzen – daran besteht ein großes wirtschaftliches wie wissenschaftliches Interesse. Mathematiker der Georg-August-Universität und Forstwissenschaftler der Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen haben eine neue computerbasierte Methode zur schonenden Baumdiagnose vor Ort entwickelt.

Die „Elektrische Impedanztomographie an Bäumen“ wird auf der Computermesse CeBIT, die vom 12. bis 19. März 2003 in Hannover stattfindet, der Öffentlichkeit vorgestellt.

PD Dr. Roland Potthast vom Institut für Numerische und Angewandte Mathematik der Universität Göttingen: „Unser Verfahren beruht auf der mathematischen Auswertung von Strom- und Spannungsdaten, die am Rand eines Baumes gemessen werden. Mit Hilfe effizienter Algorithmen lässt sich aus diesen Daten die Verteilung der elektrischen Leitfähigkeit oder des elektrischen Widerstands im Bauminnern rekonstruieren. Daraus läßt sich ablesen, ob der Stamm gesund ist oder möglicherweise Defekte wie Fäulnis aufweist.“

Wie Dr. Potthast erläutert, wird die elektrische Spannung durch niederfrequenten Wechselstrom erzeugt. Stromeinspeisung und Spannungsabgriff erfolgen über 24 Elektroden, die auf einer Ebene um den Baumstamm herum verteilt werden. Die von dem Göttinger Wissenschaflter geleitete Forschernachwuchsgruppe „Neue numerische Verfahren zur Lösung inverser Probleme“ hat die Algorithmen zur Auswertung der gewonnenen Spannungsdaten entwickelt, die dann eine zwei- oder dreidimensionale Darstellung des Stamminnern erlauben.

„Aus wissenschaftlicher Sicht stellt dieser Forschungsbereich hohe Anforderungen an Mathematik und Numerik“, so Dr. Potthast. Für die Messtechnik und die Durchführung der Messungen war die Projektgruppe für zerstörungsfreie Baumtomographie der Fachhochschule Hildesheim/Holzminden/Göttingen verantwortlich. Sie hat auch das forstwissenschaftliche Fachwissen in die Forschungskooperation eingebracht. Dr. Potthast: „Wirtschaftlich bedeutet jede Defektstelle in einem Baum eine dramatische Reduzierung des Verkaufspreises, die es so früh wie möglich zu verhindern gilt. Unsere Diagnosemethode erlaubt außerdem Rückschlüsse auf die Stabilität und damit die Umsturzgefahr eines Baumes.“

Die Wissenschaftler der Universität und der Fachhochschule präsentieren ihre neue Methode der Baumdiagnose auf dem Niedersächsischen Gemeinschaftsstand (Halle 11, Stand D06).

Kontaktadresse:

PD Dr. Roland Potthast
Georg-August-Universität Göttingen
Mathematische Fakultät
Institut für Numerische und Angewandte Mathematik
Lotzestraße 16-18
37083 Göttingen
Telefon: (0551) 39-4517
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