||Kompetenzen
Kompetenzen2019-10-25T09:58:17+02:00

Kompetenzen

Auf Seite des Dienstleisters muss eine große Menge an Satellitenszenen bearbeitet werden. Dabei gibt es eine ganze Reihe von optischen Satellitensensoren, die für die Landwirtschaft zur Verfügung stehen und deren räumliche Auflösung zu den Anforderungen des Precision Farming (5m – 30m) passt. Diese Daten werden von verschiedenen Satellitendatenanbietern angeboten und vom Dienstleister zumeist in seinem eigenen Archiv gespeichert. Zusätzlich werden umfangreiche sogenannte Vorprozessierungen durchgeführt, um etwa die Effekte der Atmosphäre auf die Rückstreuung zu korrigieren und eine geometrische Feinjustierung zu gewährleisten. Erst mit diesen vorprozessierten Daten kann schließlich die Auswertung der Daten für einen Betrieb und einen bestimmten Service beginnen.

Bis 2015 stützte sich der Service auf von der NASA bereitgestellte Satellitendaten des Sensors Landsat 8 OLI, welcher alle 16 Tage den selben Bereich der Erdoberfläche erfasst. Eine solche Szene wird vom Betreiber im komprimierten Format bereitgestellt, ist etwa 1 GB groß (Abdeckung von ca. 180 x 180 km) und wird von VISTA automatisiert heruntergeladen. Nach allen darauffolgenden Vorprozessierungsschritten belegen die Daten, die im Archiv gespeichert werden, circa 2 GB Speicherplatz. Eine Qualittätssteigerung der Fernerkundungsdaten erfolgte im Jahr 2015 mit Start des Satellitensensors Sentinel-2A der Copernicus-Initiative der EU und der ESA. Mit einer räumlichen Auflösung von bis zu 10 m und einer spektralen Auflösung von 12 Kanälen werden nach den Vorprozessierungsschritten im In-House-Satellitendatenarchiv pro Satellitenszene in etwa 3 GB Speicherplatz benötigt (Abdeckung einer Szene ca. 110 x 110 km). Die bei einem Überflug aufgenommene Fläche hat eine Breite von 290 km. Seit dem Start von Sentinel-2B im Jahr 2017, welcher die Erdoberfläche in einer zeitversetzten Flugbahn zu seinem “Zwilling” Sentinel-2A aufnimmt, wird alle 3-5 Tage eine Aufnahme derselben Landoberfläche bereitgestellt.

Das gesamte Archiv der VISTA GmbH hat im Moment einen Umfang von knapp 1 Petabyte, deren Großteil sich in Deutschland bzw. Mittel- und Osteuropa befindet.

Zusätzlich zu den reinen Satellitendaten wird im TalkingFields System ein physikalisch-basiertes Pflanzenwachstumsmodell verwendet. Dieses Modell rechnet die Entwicklung der Pflanzen in großer Genauigkeit in stündlichen Rechenschritten. Die gesamte Umwelt inkl. der Pflanzenkompartimente wird dabei zu jedem Zeitschritt über ca. 200 verschiedene Modellvariablen für jeden Rasterpunkt abgebildet. Das Modell erfordert damit eine große Rechenleistung. Für die Ableitung des aktuellen Zustands des Bestandes ist die Verwendung des Modells jedoch eine Grundvoraussetzung um tägliche, wolkenunabhängige und vor allem absolute Werte für Biomasse und Ertrag zu erhalten. Die reine Ableitung von Pflanzenparametern wie der Blattfläche aus den Satellitendaten ist hier nicht genug. Statt dessen werden, abhängig von der Fruchtart und dem Jahr, etwa 20 bis 30 Satellitenszenen pro Wachstumsperiode in das Modell assimiliert, um so das Modell mit der räumlichen Heterogenität des Bestandes, die nicht in all ihren Facetten in der reinen Simulation erfasst werden kann, zu kalibrieren.