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„Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“
René Schödel, PTB
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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
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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
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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
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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
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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
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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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Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017 8 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel
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“
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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
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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:
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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
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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 %
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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.
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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)
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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
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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
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Die Referenzanlage der PTB – „maßgeschneiderte Auswertung“
17 „Aktuelle Entwicklungen bei der Holzvermessung“ - R. Schödel Vollversammlung für das Mess- und Eichwesen 2017
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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
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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
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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)
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Dr. René SchödelVorsitzender der REA-Projektgruppe „Holzvermessung“
Leiter des Fachbereichs „Interferometrie an Maßverkörperungen“Physikalisch-Technische BundesanstaltBraunschweig und BerlinBundesallee 10038116 Braunschweigwww.ptb.de