a) Staatsbetrieb Sachsenforst

Referat 45 - GIS, Kartografie, Vermessung

Bonnewitzer Str. 34

01796 Pirna

OT Graupa

Tel.-Nr.: (03501) 542-260, Fax: -213

Email: karina.hoffmann@smul.sachsen.de

den Zuschlag erteilende Stelle: Staatsbetrieb Sachsenforst

Referat 45 - GIS, Kartografie, Vermessung

Bonnewitzer Str. 34

01796 Pirna

OT Graupa

Tel.-Nr.: (03501) 542-260, Fax: -213

Email: karina.hoffmann@smul.sachsen.de

Stelle, bei der die Angebote einzureichen sind:

Staatsbetrieb Sachsenforst, Geschäftsleitung

Bonnewitzer Str. 34

01796 Pirna

OT Graupa

Tel.-Nr.: (03501) 542-0, Fax: -213

Email: poststelle.sbs@smul.sachsen.de

b) Öffentliche Ausschreibung VOL/A

c) Die Angebote sind in Schriftform einzureichen.

d) Ausführungsort:

Staatsbetrieb Sachsenforst, Referat 45 - GIS, Kartografie, Vermessung, Bonnewitzer Str. 34, 01796 Pirna, OT Graupa;

Art und Umfang der Leistung: Herleitung von Kronenparametern für Einzelbäume mit Methoden der Fernerkundung. Ausgehend von den positiven Ergebnissen bei der Entwicklung eines Verfahrens zur Herleitung von Kronenparametern für Einzelbäume aus Fernerkundungsdaten (landconsult 2011; Weidenbach, Wezyk, Hoffmann, Martens 2012 ) soll das Verfahren auf andere waldbauliche Versuchsflächen übertragen, angewandt und weiterentwickelt werden. Ziel der Untersuchungen ist die Visualisierung der Kronendimensionen der Einzelbäume sowie die automatisierte Erfassung folgender Einzelbaummerkmale aus ALS-Daten: [Tree height] Baumhöhe; [Crown height] Kronenansatzhöhe; [Crown length] Kronenlänge; [HOLCW] Höhe der maximalen Kronenbreite; [Crown max width] mittlere Kronenbreite auf der Höhe der maximalen Kronenbreite; [Crown radius] mittlerer Kronenradius; [2D crown area] Kronenschirmfläche (planimetrische Kronenfläche); [3D crown area] Kronenmantelfäche; [Crown volume] Kronenvolumen; [X] Rechtswert der Baumspitze (höchster Laserpunkt im Kronensegment); [Y] Hochwert der Baumspitze; [Maximal radius at the HOLCW] maximaler Radius am [HOLCW] Wert; [Minimal radius at the HOLCW] minimaler Radius am [HOLCW] Wert; [Mean radius at the HOLCW] mittlerer Radius am [HOLCW] Wert; [Maximal width at the HOLCW] maximale Kronenbreite am [HOLCW] Wert; [Minimal width at the HOLCW] minimale Kronenbreite am [HOLCW] Wert; [8 crown radius] 8 Kronenradien in den Haupthimmelsrichtungen N, NO, O, SO, S, SW, W, NW. Da für einen Großteil der Flächen nur die vom GeoSN bereit gestellten ALS-Daten mit Punktdichten von 1 - 2 Punkten/m\h2 verfügbar sind, sollten zur besseren Erfassung der Kronenparameter Luftbilddaten in die Verfahrensadaption mit einbezogen werden. Grundsätzlich wird von Differenzen zwischen herkömmlichen Feldmethoden und den Verfahren der Fernerkundung ausgegangen. Der Vergleich der Ergebnisse der Fernerkundung mit den entsprechenden Feldmessungen ist ausdrücklich nicht anvisiert. Vorgefundene Unterschiede können jedoch im Abschlussbericht beschrieben und hinsichtlich ihrer Genauigkeiten pauschal bewertet werden. 1. Flächenkulisse der Fichtenaltbestände: Die 2011 erarbeitete Routine zur automatischen Herleitung von Kronenparametern für Fichtenaltbestände soll für 30 Fichtenaltbestände (Tabelle 2) mit einer Flächengröße von rund 169 Hektar angewandt werden. Hierfür stehen die ALS-Daten des Staatsbetriebes für Geobasisinformation und Vermessung (GeoSN) aus dem Zeitraum 2005-2009 zur Verfügung (vgl.3.1). Um qualitativ hochwertige Ergebnisse zu erzielen, sollen aufgrund der geringeren Punktdichte der GeoSN-Daten (1-3 Punkte/m\h2) im Vergleich zu bei den Verfahrensentwicklung verwendeten ALS-Daten (5-10 Punkte/m\h2) digitale Luftbilddaten mit in die Auswertung einbezogen werden. Das Verfahren ist entsprechend weiter zu entwickeln. Feldmessungen liegen nicht vor, bzw. werden nicht benötigt, können aber teilweise zu eventuellen Vergleichszwecken später herangezogen werden. 2. Nicht georeferenzierte Probekreise in jüngeren Fichtenbeständen: Bei der bestehenden Routine sinken die Erkennungsraten bei jüngeren Fichtenbeständen mit Kronenabständen unter 3 m ab. Für die Weiterentwicklung/Anpassung des Regelwerkes der Einzelbaumerkennung stehen 48 Probekreise und 8 Parzellen (in 17 Versuchen mit etwa 1 ha Gesamtfläche) mit Feldmessungen aus dem Jahr 2011 zur Verfügung. Da die zur Verfügung stehenden ALS-Daten teilweise erheblich älter sind, sind die Vergleichsmöglichkeiten jedoch im Wesentlichen auf die Baumpositionen sowie um den Zuwachs ausgeglichene Höhen eingeschränkt. Der Vergleich mit den Einzelbaumparametern der Feldaufnahme ist daher ausdrücklich nicht gefordert. Im Fokus steht lediglich die Erkennungsrate der vorhandenen Bäume. Die bestehende Referenzierung der Lage der Probekreise ist hierzu zu überarbeiten! 3. Flächenkulisse der Laubbaumbestände: Aufgrund der Schwierigkeiten bei Höhenmessungen an Laubbäumen besteht hier ein entsprechend hohes Anwendungspotenzial der Fernerkundung. Allerdings könnten die speziellen Kronenstrukturen bei der automatischen Abgrenzung der Einzelbaumkronen die erfolgreiche Anwendung des bestehenden Verfahrens hindern. Die Adaptionen des Regelwerks für Laubbaumbestände sollen anhand der Versuchsfläche Wermsdorf 37 (ca. 10 ha) mit ca. 1.000 vermessenen Einzelbäumen und der Naturwaldzelle (NWZ) Rungstock mit 113 Probekreisen und 2 Parzellen (insgesamt 178,7 ha mit ca. 6.500 Einzelbäumen auf den Probekreisen) vorgenommen werden. Die bestehende Referenzierung der Lage der Probekreise ist hierzu zu kontrollieren! Für die Erprobung des Verfahrens an Laubbäumen stehen die ALS-Daten des GeoSN aus 2006 (NWZ Rungstock, Abb. 3a) und 2007 (Wermsdorf 37, Abb. 3b), sowie für ein kleines Teilgebiet der NWZ Rungstock die im Auftrag des SBS durchgeführte ALS-Aufnahme von 2009 zur Verfügung. 3. Fernerkundungsdaten; 3.1 Lidardaten; 3.1.1 ALS-Daten des GeoSN: Die Landesfläche des Freistaates Sachsen wurde seit 2005 im Auftrag des GeoSN in mehreren Kampagnen mit Laserscanner-Messflügen mit einer Punktdichte von 1 bis 3 Punkten/m\h2 abgetastet. Zur Bearbeitung des vorliegenden Werkvertrages werden vom SBS sowohl die Primärdaten der ALS-Aufnahme, die klassifizierten Daten als auch die davon abgeleiteten Digitalen Gelände- und Oberflächenmodelle je nach Verfügbarkeit bereitgestellt. Alle Daten sind im amtlichen Lagereferenzsystem DE_RD/83/GK_3 und dem amtlichen Höhenreferenzsystem DHHN92 vollständig abgebildet im 4. Streifen (12°-Mittelmeridian) abgelegt. Primärdaten der ALS-Aufnahme; Primärdaten der Laserscanner-Messaufnahme sind die georeferenzierten Erfassungsdaten, unterteilt nach First-Echo-, Last-Echo- und Only-Echo-Punkten. Diese werden vor der Interpolation des DGM-Gitters in Bodenpunkte und Nichtboden klassifiziert. Lücken, welche durch die Klassifizierung der Primärdaten oder durch Reflexionsausfälle bei der Laserscanner-Messaufnahme entstanden sind, werden durch interpolierte Punkte, sogenannte Ergänzungspunkte, gefüllt. Digitales Geländemodell; Das ATKIS-DGM2 wird aus den Primärdaten der Laserscanner-Messaufnahmen abgeleitet. Zur Berechnung des DGM2 werden die o.g. Bodenpunkte und die Ergänzungspunkte genutzt. Die Gitterweite der Daten beträgt 2 Meter, die Höhengenauigkeit der Gitterpunkte +/- 0,2 m. Die Daten (Koordinatentripel x, y,

z) sind in Kacheln von 2 km x 2 km abgelegt. Digitales Oberflächenmodell: Das Digitale Oberflächenmodell beruht ebenfalls auf den o.g. ALS-Daten. Es beschreibt die Oberfläche der Erde, der Vegetation sowie der Bebauung durch die räumlichen Koordinaten einer repräsentativen Menge von Boden- und Nichtbodenpunkten. Es wird aus den First-Echo-Punkten und Only-Echo-Punkten der Laserscanner-Messaufnahme erzeugt. Das GeoSN stellt Digitale Oberflächenmodelle in einem regelmäßigen, interpolierten Punktraster mit unterschiedlicher Gitterweite im ASCII-Format (Koordinatentripel x, y, z) zur Verfügung. In der Regel beträgt die Gitterweite 2 m x 2 m (DOM2), im Elbsandsteingebirge teilweise auch 1 m x 1 m. Die Daten sind in Kacheln von 2 km x 2 km abgelegt. 3.1.2 ALS-Daten des SBS von 2009; Das Territorium des Testgebietes Olbernhau (vgl. Abbildung 4) wurde am 03.07.2009 mit einem RIEGL LMS-Q560 mit einer Punktdichte von mindestens 5 Punkten/m\h2 im Auftrag des SBS abgetastet. Am 04. und 05.07.2009 erfolgte die Aufnahme mit einer Punktdichte von mindestens 10 Punkten/m\h2. Die direkte Georeferenzierung erfolgte mit einem DGPS/INS der Firma IGI. Alle Ergebnisse der Laserscanner-Meßaufnahme sowie der Klassifizierung wurden im amtlichen Lagereferenzsystem DE_RD/83/GK_3 und dem amtlichen Höhenreferenzsystem DHHN92 vollständig abgebildet im 4. Streifen (12°-Mittelmeridian) abgelegt. Alle unten genannten Daten werden als Koordinatentripel [Rechtswert, Hochwert, Höhe] im ASCII-Format bereit gestellt. Original-ALS-Daten; Die Daten der Laserscanner-Meßaufnahme wurden flugstreifenweise folgendermaßen abgespeichert: für die Dateien des first pulse *.first; für die Dateien des last pulse *.last; für die Dateien des zweiten pulse *.second; für die Dateien des dritten pulse *.third. Der Dateiname setzt sich zusammen aus .first oder .last oder .second oder .third. Klassifizierte Daten: Die Punktdaten wurden nach Gelände- und Vegetationspunkten klassifiziert. Die Ergebnisse der Klassifizierung der Laserscanner-Messaufnahme und die Ergänzungsdaten wurden testgebietsweise abgespeichert. Die Bodenpunkte (Last-Pulse-Daten) wurden für die Erstellung des Digitalen Geländemodells klassifiziert. Für die Erstellung des Digitalen Oberflächenmodells wurden die First-Pulse-Daten auf Ausreißer ggf. korrigiert. Es werden folgende Daten bereitgestellt: Bodenpunkte sued.bdp; Vegetationspunkte sued.veg; Ergänzungsdaten sued.int; Digitales Geländemodell: Das DGM weist eine regelmäßige Rasterweite von 0,5 x 0,5 m (Punktdichte 5/m\h2) bzw. 0,25 x 0,25 m (Punktdichte 10 - 11/m\h2) auf. Als Ausgangsdaten wurden die durch die Klassifizierung gewonnenen Bodenpunkte verwendet. Die durch die Klassifizierung oder Reflexionsausfall auf Wasseroberflächen oder feuchten Wiesen entstandenen Lücken im Messmaterial wurden durch interpolierte Höhen gefüllt. Es werden folgende Daten bereit gestellt: sued_k.dgm05 ; sued_k.dgm025; Digitales Oberflächenmodell (DOM): Es erfolgte die Berechnung eines Digitalen Oberflächenmodells (DOM) mit einer Gitterweite von 0,5 x 0,5 m (Punktdichte 5/m\h2) bzw. 0,25 x 0,25 m (Punktdichte 10 - 11/m\h2) durch Ausgabe der First-pulse Laserpunkte. Dabei sollte nur jeweils der höchste Punkt (TopSurface Punkt) ausgegeben werden. Es werden folgende Daten bereitgestellt: sued_k.dom05 ; sued_k.dom025; Digitales normiertes Oberflächenmodell (nDOM). Das normierte Digitale Oberflächenmodell (nDOM) wurde aus der Differenz des Digitalen Oberflächenmodells (DOM) und dem Digitalen Geländemodell (DGM) mit einer Gitterweite von 0,5 x 0,5 m\h2 (Punktdichte 5/m\h2) bzw. 0,25 x 0,25 m (Punktdichte 10 - 11/m\h2) berechnet. Es werden folgende Daten bereitgestellt: sued_k.ndom05 ; sued_k.ndom025; 3.2 Luftbilddaten; Zur besseren Erfassung der Kronenparameter sollen die vorliegenden digitalen Luftbilddaten des GeoSN mit in die Verfahrensentwicklung einbezogen werden. 3.2.1 Luftbilddaten und Orthobilddaten vom GeoSN: Für das gesamte Untersuchungsgebiet stehen digitale Luftbilddaten und digitale Orthobilddaten (vgl. Tabelle 6) des GeoSN mit einer Bodenauflösung von 20 cm zur Verfügung. Sie sind in 2 x 2 km\h2-Kacheln im amtlichen Lagereferenzsystem DE_RD/83/GK_3 und dem amtlichen Höhenreferenzsystem DHHN92 im 4. -Streifen (12°-Mittelmeridian) abgelegt. Ihr Aufnahmezeitpunkt differiert je nach Lage zwischen 2009 und 2011. Luftbilddaten: Die Luftbilder wurden mit einer Bodenauflösung von 0,1 m im Objektbereich und den Kanälen PAN (hochauflösend), CIR (hochauflösend) und RGB (hochauflösend) aufgezeichnet und im TIFF-Format unkomprimiert und ungekachelt abgespeichert. Die Georeferenzierung wurde durch eine kombinierte DGPS/INS-Lösung und eine Aerotriangulation automatisch durchgeführt und erfolgte im amtlichen Lagereferenzsystem DE_RD/83/GK_3 und dem amtlichen Höhenreferenzsystem DHHN92 im 4. -Streifen (12°-Mittelmeridian). Es können das Kalibrierungsprotokoll der Kamera, die Bildmittenübersicht und die Orientierungsdaten bereit gestellt werden. Orthobilddaten: Aus den georeferenzierten Daten des Bildfluges und aus den berechneten DGM-Daten wurden flächendeckend für das Gebiet Color-Infrarot-Orthophotos (CIR) mit einer Bodenauflösung von 0,1 m hergestellt. Die Digitalen Orthophotos wurden im amtlichen Lagereferenzsystem DE_RD/83/GK_3 abgebildet im 4. Streifen (12°-Mittelmeridian) berechnet im TIF -Format gespeichert. Es werden die Daten als tfw- und tif-File in Anlehnung an die Nomenklatur der Topographischen Karte wie folgt bereit gestellt: --oben.tif (z.B. 5345-NO-2-oben.tif); --oben.tfw (z.B. 5345-NO-2-oben.tfw; --unten.tif (z.B. 5345-NO-2-unten.tif; --unten.tfw (z.B. 5345-NO-2-unten.tfw. 4. Daten des Forstlichen Informationssystems Sachsen (FIS): Im Rahmen der Auftragsbearbeitung kann u.a. auf folgende Daten des Forstlichen Informationssystems Sachsens zurück gegriffen werden. Digitale Forstgrundkarte: Die digitale Forstgrundkarte, die vermessungstechnische Grundlagenkarte der Forsteinrichtung, bildet die Basis des FGIS Sachsen. In ihr sind insbesondere die Waldeinteilungsgrenzen (Forstbetrieb, Waldteil, Abteilung, Unterabteilung, Teilfläche, Bestand) enthalten. Die Daten der Forstgrundkarte werden als Shapefile fgd_we_f bereitgestellt. Die digitale Forstgrundkarte kann mit der Walddatenbank über die Bestandesadresse beadr verknüpft werden. Mögliche Adressierungsfehler können vom Auftraggeber nicht ausgeschlossen und vor allem im Privatwald nicht abschließend korrigiert werden. Waldinformationssystems Sachsen WIS (Walddatenbank); Folgende WIS-Informationen können bereit gestellt werden: o Alter; o Baumart; o Mischungsform; o Höhe ; o Wuchsklasse (nur Landes- und Körperschaftswald); o Bestandesschluss. Digitale Standortskarte: Für Sachsen liegen digitale Standortsinformtionen für den Gesamtwald, d.h. alle Eigentumsarten, vor. Die Außengrenzen der Daten wurden zwar an die Forstgrundkarte angepasst, im Zuge der Laufendhaltung der Forstgrundkartendaten können aber Differenzen entstehen, da die Standortsdaten nicht permanent mit aktualisiert bzw. angepasst werden. Beim Verschnitt der Forstgrundkarten- und Standortsdaten können dadurch Schnitt- bzw. Minipolygone an den Grenzen entstehen. 5. Bereitstellung der Ergebnisse: Die Ergebnisse der Fernerkundungsdatenauswertungen sollen als Polygon- und Punkt-Shapedateien entsprechend den in der Anlage 1 vorgegebenen Datenmodellen im Gauss-Krüger-Koordinatensystem, Bessel-Elipsoid, 4. Meridianstreifen, DHDN 92 (EPSG-Code 31468) bereitgestellt werden. Die im Rahmen der Werkvertragsbearbeitung weiterentwickelten Modelle sind umfassend zu dokumentieren und am Auftragsende beim Auftraggeber zu implementieren.

f) Nebenangebote sind zugelassen und auf einer gesonderten Anlage darzulegen.

g) Ausführungsfrist für den Gesamtauftrag: alle/SBS/ GL13- GL/E5: Beginn: 01.10.2012, Ende: 21.12.2012

h) Vergabeunterlagen sind bei folgender Anschrift erhältlich: Staatsbetrieb Sachsenforst Geschäftsleitung, Referat 13 - Zentrale Vergabestelle, Bonnewitzer Str. 34, 01796 Pirna, OT Graupa, Tel.-Nr.: (03501) 542-354, Fax: -213, Email: kerstin.muehmel@smul.sachsen.de; Bezeichnung und Anschrift der Stelle, bei der die Vergabeunterlagen eingesehen werden können: Staatsbetrieb Sachsenforst Geschäft, Referat 13 - Zentrale Vergabestelle, Bonnewitzer Str. 34, 01796 Pirna, OT Graupa, Tel.-Nr.: (03501) 542-354, Fax: -213, Email: kerstin.muehmel@smul.sachsen.de

i) Angebotsfrist: 14.09.2012, 13:00, Bindefrist: 30.09.2012

k) siehe Vergabeunterlagen

l) - Eigenerklärung - Standorte - Geschäftsfelder - Personal - Technische Ausrüstung - Qualifikation der Mitarbeiter - vorhandene Referenzen zu vergleichbaren Projekten - verwendete Software und Hardware - eine Skizze zum geplanten methodischen Vorgehen - territoriale Kenntnisse von Sachsen auf Basis von Referenzprojekten Bewertungskriterien für Eignungsbeurteilung und Zuschlagserteilung. Die Bewertung der eingehenden Angebote im Rahmen der Eignung erfolgt nach folgenden Kriterien: 1. Fachliche Eignung (50 Punkte): a. Kenntnisse und Fähigkeiten im Umgang mit Bildverarbeitungssoftware (10 Punkte), b. Erfahrungen bei automatisierter Fernerkundungsdatenauswertungen aus forstfachlicher Sicht, insbesondere Einzelbaumerfassung (20 Punkte), c. Skizze zum methodischen Vorgehen (15 Punkte), d. Kenntnisse bei Aufbau und Nutzung forstlicher GeoInformationssysteme (5 Punkte), 2. Erfahrungen und Referenzen (15 Punkte): a. Standorte, Geschäftsfelder, Personal, Technische Ausrüstung, Qualifikation der Projektbearbeiter (5 Punkte), b. Anzahl und Qualität von vergleichbaren Referenzobjekten (10 Punkte), 3. Territoriale Kenntnisse (5 Punkte): a. Kenntnisse im Territorium von Sachsen auf Basis von Referenzprojekten (5 Punkte). Bei der Prüfung der Eignung sind mind. 70 Punkte und max. 420 Punkte erreichbar. Diese setzen sich aus den oben genannten Grundwerten und aus den Zusatzwerten 1-6 zusammen, wobei der beste Bieter den Zusatzwert 6 und der schlechteste Bieter den Zusatzwert 1 erhält. Als geeignet werden diejenigen Bieter erachtet, die mindestens 80 % der erreichbaren Gesamtpunktzahl erhalten. Lediglich die Angebote der 3 Bestplatzierten hiervon kommen in die nächste Wertungsstufe und werden nach preislichen Aspekten sowie Aspekten der Qualität und Rentabilität beurteilt.

m) Vervielfältigungskosten Gesamtmaßnahme: alle/SBS/ GL13- GL/E5: 0,00 EUR

n) - Preis - Qualität - Rentabilität