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Smart Farming 2016-10-19T16:43:55+00:00

Project Description

Smart Farming

Smart Farming ist die logische Weiterentwicklung von Precision Farming. Unter diesem Überbegriff werden alle Bewirtschaftungsmethoden zusammengefasst, die kleinräumige Unterschiede wie z.B. Bodenarten innerhalb eines Schlags berücksichtigen. Während im Precision Farming der Fokus auf der Technik zur teilflächenspezifischen Ausbringung lag und liegt, ist die informationsgeleitete Pflanzenproduktion der Schwerpunkt des Smart Farmings.

Satellitenbilder verschaffen Übersicht, zeigen Muster und erlauben eine Abschätzung der Heterogenität im Feld. Daher können diese Bilder Landwirte in ihren Entscheidungsprozessen unterstützen.

Mit Satellitendaten kann eine Vitalitätsanalyse für jedes Feld durchgeführt werden, um das Potential des Standortes zu ermitteln. Dadurch wird eine Abschätzung der ökonomischen Vorteile zukünftiger teilflächenspezifischer Bearbeitung möglich.

Parameter, die nicht direkt vom Satelliten aus gesehen werden können, wie zum Beispiel die trockene Biomasse oder der Kornertrag, werden in TalkingFields mit einem Pflanzenwachstumsmodell modelliert, das die Fernerkundungsdaten als aktuellen, räumlichen Input verwendet.

Ertragsmodellierung gibt frühzeitig Übersicht über die Bestandesentwicklung und resultiert in einer realistischen Prognose für den endgültigen Ertrag.

In diesem Bereich arbeitet VISTA eng mit FarmFacts (vormals Landdata Eurosoft) zusammen. Genaue Informationen zu den gemeinsamen Produkten finden sich auf TalkingFields. Hier werden im Folgenden nur einige Anwendungsbeispiele vorgestellt, um einen ersten Eindruck von den Möglichkeiten der Erdbeobachtung in Bezug auf Smart Farming zu vermitteln.

Planung von Feldversuchen auf Grundlage des langjährigen Standortpotentials

In der TF Basiskarte wird durch die geostatistische Auswertung von mehrjährigen Satellitendaten das langjährige Biomassepotential eines Schlags erfasst. Dieses hängt hauptsächlich von den Standorteigenschaften wie etwa der Wasserhaltefähigkeit des Bodens ab. Obwohl die TF Basiskarte keine Aussagen über die Ursachen der Heterogenität im Bestand liefern kann, bietet sie eine geeignete Grundlage für die nähere Untersuchung des Schlages zum Beispiel durch GPS-basierte Bodenbeprobung.

Ebenfalls kann die TF Basiskarte für die gezielte Platzierung von Versuchsstreifen in Mehrfachwiederholung für Feldversuche verwendet werden. Durch diesen Versuchsaufbau sind die Ausgangsbedingungen nicht mehr zufällig verteilt sondern gleichmäßig und vermeiden daher Fehlinterpretationen von Unterschieden im Ertrag.

Satellitendaten statt Traktorsensor

Bekannte Traktorensensoren für Stickstoffdüngung und Pflanzenschutzmaßnahmen nutzen das gleiche Messprinzip wie Satellitenbilder – die Reflexion des Pflanzenbestandes im Sichtbaren und nahen Infrarot als Indikator für den Versorgungszustand sowie die Gesamtbiomasse des Bestandes.

Daher können die gleichen oder ähnliche Verfahren auch aus dem Weltraum angewendet werden. Der Vorteil hierbei ist, dass keine zusätzlichen Kalibrierfahrten oder Nullmaßnahmenbereiche im Feld nötig sind. Durch Kopplung mit einem Wachstumsmodell kann aus Satellitendaten sowohl die absolute trockene oberirdische Biomasse abgeleitet werden als auch Information auch an wolkenbedeckten Tagen geliefert werden.

Bearbeitung im Map-Overlay-Verfahren

In verschiedenen wissenschaftlichen Studien und praktischen Versuchen hat sich gezeigt, dass in der teilflächenspezifischen Stickstoffdüngung eine Kombination aus der Integration von langfristigem Ertragspotential und aktuellem Entwicklungsstand und Versorgungszustand des Bestandes die besten Ergebnisse bringt. Man nennt dies das Map-Overlay-Verfahren. Durch die Extraktion langjähriger Biomassemuster aus Archivdaten sowie die Berechnung des aktuellen Bestandeszustands mit Hilfe diesjähriger Satellitendaten sowie des Wachstumsmodells, ist es mit den Methoden von VISTA/TalkingFields möglich, das Map-Overlay-Verfahren auf einer einheitlichen, flächendeckenden Datenquelle aufzubauen.

In Feldversuchen mit Winterweizen im Rahmen von TalkingFields brachte das Map-Overlay-Verfahren einen Gewinn von ca. 50 €/ha im Vergleich zur einheitlichen oder rein sensorbasierten (GreenSeeker) Stickstoffdüngung durch Ertragserhöhung bei gleichzeitiger Einsparung an Dünger.