Wir testen digitale Technologien in
vier verschiedenen Schwerpunkten

Im Fokus stehen, Anwendungsfälle von Fernerkundungsdaten Satelliten- und UAV- gestützter Systeme für konkrete Fragen des Pflanzenbaus genau zu definieren, z. B. Ernteerträge abzuschätzen, Flächen mit minderen Erträgen zu erfassen oder über die Feuchtigkeit des Bodens Aussagen treffen zu können.


AF 1
Ertragsabschätzung

AF 2
Nachhaltige Bewirtschaftung

AF 3
Steineerfassung
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AF 4
Bewässerung
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Ertragsabschätzung und Betriebsmitteleinsatz
Im Anwendungsfall 1 werden Möglichkeiten und Grenzen zur Optimierung des Betriebsmitteleinsatzes im Winterweizen auf Basis fernerkundungs-basierter Ertragsabschätzung während der Bestandsentwicklung untersucht. Wesentlicher Baustein des Anwendungsfalls ist die flächenhafte Erfassung der Vegetationsentwicklung (z.B. aktuelle Biomasse) via Satellit, für die im Anwendungsfall insbesondere Daten der Sentinel-2 Copernicus Mission zum Einsatz kommen. Durch Kopplung dieser Informationen mit Modellen zur Beschreibung des Pflanzenwachstums wird eine Ertrags-abschätzung möglich. Diese Arbeiten werden ergänzt durch die Erfassung von Luftbildern zu definierten Terminen und einen alternativen Ansatz zur feldinternen Ertragsschätzung. Alle Modellberechnungen und Analysen werden durch umfangreiche Felderhebungen im Projekt sowie durch Ertragserfassungen mitwirkende Landwirtinnen und Landwirte (Waage, GPS-Kartierung) gestützt, evaluiert und optimiert. Nach erfolgter Modellentwicklung und Validierung erhalten die Ertragsabschätzung Eingang in die Planung von Bewirtschaftungsmaßnahmen bei beteiligten Praxisbetrieben mit dem Ziel einer nachhaltigen, ressourceneffizienten Nutzung von Betriebsmitteln. Im Rahmen einer ökonomischen Analyse wird der Nutzen und die Effizienz des Betriebsmitteleinsatzes untersucht.
Im Anwendungsfall arbeitet das Forschungszentrum für Landwirtschaftliche Fernerkundung des JKI eng mit der HSNB, dem GFZ, dem DLR und der FSU zusammen.
Ihre Ansprechpartnerin
Dr. Heike Gerighausen
Julius Kühn-Institut (JKI)
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Nachhaltige Bewirtschaftung
Der Anwendungsfall 2 untersucht Möglichkeiten des nachhaltigen Bewirtschaftens, die auf Ergebnissen der Arbeitspakete 2.4, 3.2./3.3 und 5.3 (Detials siehe Team, Organigramm) beruhen. Konkret werden Methoden entwickelt, die es ermöglichen heterogene Schläge im Rahmen eines Teilschlagmanagements optimiert zu bewirtschaften. Somit können Erträge erhöht bzw. stabilisiert werden und es kann gleichzeitig - durch reduzierten Einsatz von Betriebsmitteln - nachhaltiger gewirtschaftet werden. Eine fernerkundungsgestützte Bodenkartierung wird in ihrem Detailgrad erhöht, in dem ortsgebundenes Wissen über die Ausdehnung und Charakterisierungschlag interner Minderertragsflächen eingebunden wird. Dieses Wissen wird wiederholt durch Landwirtinnen und Landwirte mittels einer zu entwickelnden Smartphone-App „FieldMApp“ erfasst. Das resultierende Informationsprodukt „Minderertragsflächen“ wird durch Angaben zu Unsicherheitsabschätzungen ergänzt. Die Übertragbarkeit der entwickelten Verfahren soll ggf. auf weiteren Versuchsstandorten demonstriert werden.
Ihre Ansprechpartnerin
Sina Truckenbrodt
Deutsches Zentrum für
Luft- und Raumfahrt, DLR
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Steinerfassung
Da größere Objekte, wie Steine, auf landwirtschaftlichen Flächen Schäden an landwirtschaftlichen Maschinen verursachen, geht es im Anwendungsfall 3 um die Entwicklung eines Workflows zur drohnenbasierten Detektion von Steinen. Mit UAV-gestützten Karten sollen damit zukünftig nur noch ausgewählte Stellen auf Feldern gezielt angefahren werden. Um dies zu erreichen, werden in einem ersten Schritt UAV-Aufnahmen genutzt, um mittels Fernerkundung irrelevante Areale auf den landwirtschaftlichen Nutzflächen auszuschließen. Das reduzierte Zwischenergebnis analysieren wir im Rahmen einer Oberflächenanalyse, um Auffälligkeiten zu erkennen. Diese werden final durch Ansätze des maschinellen Lernens und KI untersucht, um über die Textur und/oder Form der Objekte potentielle Steine zu detektieren. Da diese Analysen sehr umfangreich sind, erwarten wir durch die reduzierte Datenmenge eine nahezu in Echtzeit stattfindende Erfassung von Steinen auf landwirtschaftlichen Flächen.



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Ihr Ansprechpartner
Dr. Mike Teucher
Martin-Luther-Universität
Halle-Wittenberg
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Bewässerung
Im Anwendungsfall 4 „Bewässerung“ untersuchen wir die Eignung von Satellit- und UAV-gestützten Fernerkundungsdaten zur besseren Planung von Bewässerungsstrategien. Ziel ist die Erstellung eines anwendungsfertigen Informationsportals, in dem zeitlich und räumlich verteilt der aktuelle Bewässerungsbedarf dargestellt wird, um eine ressourcen- und umweltschonende Ausbringung von Zusatzwasser zu ermöglichen. Dafür arbeiten wir eng mit dem „Bentziner Ackerbaubetrieb“ in Mecklenburg-Vorpommern zusammen, dessen landwirtschaftlicher Fokus auf der Produktion von Kartoffeln liegt, um eine möglichst praxisnahe Umsetzung und Implementierung zu erreichen.
Die Datengewinnung aus fernerkundlichen Systemen wird unterstützt durch umfangreiche Beprobungen und Feldmessungen. In Experimenten wird untersucht, wie sich eine veränderte Bewässerungsstrategie auf unterschiedliche Bodenbedingungen und unterschiedliche Kartoffelsorten und deren Ertrags- und Qualitätssicherheit auswirkt.
Ihr Ansprechpartner
Prof. Dr. Christopher Conrad
Martin-Luther-Universität
Halle-Wittenberg
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