Präsentation:Christoph Platen

1. Precision Farming Geoinformation IV 04.07.02 Präsentation:Christoph Platen

2. Vortragsgliederung 1 . Was ist überhaupt Precision Farming? 2 . Welche Ziele verfolgt Precision Farming? 3 . Grundlagen des Precision Farming 4 . Informationsmanagement und GIS in der modernen Landwirtschaft Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

3. Was ist überhaupt Precision Farming? Definition: Unter Precision Farming (Präzisionslandwirtschaft) versteht man das gesamte Management einer Farm einschließlich der Bewirtschaftung nach Nährstoff-bilanzen, befallsorientierten Pflanzenschutz, der Ermittlung von Teilflächenerträgen, der standort-bezogenen Bodenbearbeitung und Aussaat sowie der Vermarktung der Produkte nach Qualitätsstandards. Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

4. Ziele des Precision Farming: • Standort und Bestandsunterschiede innerhalb eines Feldes gezielt zu berücksichtigen • Einsparung von Betriebsmitteln, Arbeits -und Maschinenzeiten • Qualitätssteigerung der Produkte • Produktivitätssteigerung durch Ertragsoptimierung • durch gezielten Einsatz von Düngemitteln und Herbiziden ist umweltfreundlicher Landbau möglich • durch Datenverwaltung und Datendokumentation soll Betriebsführung besser planbar sein Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

5. Grundlagen des Precision Farming 1. Hof – Bodenkarte 2. Relief 3. Ertragspotentialkarten 4. Fernerkundung 5. Unkrauterkennung Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

6. Hof - Bodenkarte • aus 64 Pilotschlägen in Deutschland (1262 ha) mit 1680 Bohrkernen wurden präzise Hofbodenkartenerstellt • mittels elektrischer Leitfähigkeit( ECa mit EM 38-Sonde) • können relative Substratunterschiede reproduzierbar erkannt und im Felde abgegrenzt werden • Naherkundung von Boden- • flächen erfolgt mit hochauf- • lösenden Scanner und PC • gesteuerter Digitalkamera • Entwicklung „Soil Rover“ Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

7. Hof - Bodenkarte Beispiel Hofbodenkarte • Aufnahme von Farbbildern je 1-2 m2Grundfläche in • ca. 20–30m Abständen entlang der Fahrgassen • Hauptziel: Erfassung des Humusgehaltes (Corg) zur • Abschätzung von Ertragspotentialen • z.B. sind Substratunterschiede zwischen Ton und Sand bis • 1m Tiefe gut erkennbar Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

8. Hof - Bodenkarte Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

9. Relief • beeinflusst in hohem Maße die Prozesse der Bodenbildung, • des Wasserhaushaltes, des Mikroklimas und somit die • Ertragsfähigkeit des Bodens • Berücksichtigung des Reliefs im Teilflächenmanagements • durch digitale Geländemodelle • DGM bei LVA verfügbar,für • Precision Farming wird höhere • Genauigkeit angestrebt,Raster- • weite von 5m mit Höhenge- • nauigkeit von 1dm Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

10. Relief • für 53 Projektschläge wurden DGM erstellt,für 41 Projekt- • schläge liegen Daten des LVA und hochgenaue Daten • durch RTK-GPS vor (1.275 ha) • Beispiel: ableiten von potentiellen Vernässungsbereichen • im Schlag aus der Zuflussfläche und dem Gefälle • (Topographischer Wetness Index TWI) TWI = ln(As/tan) Mit As = Einzugsgebiet und tan = Geländeneigung Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

11. Relief Darstellung des Wetness-Index.DunkleBereiche zeigenhöhere Feuchte an.Die gepunktetenLiniensind die jedeSekundegespeicherten Höhenmesspunktedes RTK-GPS in den Fahrspuren. Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

12. Ertragspotentialkarte • als Ertragspotential bezeichnet man die fruchtbezogenen • und sortentypischen, über die Varianz der standörtlichen • Witterungen gemittelten, standortspezifischen Erträge • unter Berücksichtigung der sortenspezifischen Bestandsent- • wicklung und Ertragsbildung wird das Ertragspotential bzw. • die Ertragserwartung abgeschätzt • aufdecken der Ertragsunterschiede innerhalb einer Fläche • erst nach Kartierung über mehrere Jahre kann treffende • Aussage zur Ertragsstruktur gemacht werden, da Ertrags- • muster abhängig vom spezifischen Verlauf der Witterung • einzelner Jahre ist Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

13. Ertragspotentialkarte Gemessen Berechnet Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

14. Fernerkundung • Fernerkundung operiert von weit entfernten Plattformen, • wie z.B. Satelliten oder Flugzeugen • Fernerkundung findet mit optischen Sensoren und Radar • statt • frühe Erfassung von Mängeln in Pflanzenbeständen, Er- • kennung von Krankheiten und Schädlingsbefall durch fort- • laufende Kartierung, Optimierung der Kontrollmaßnahmen • bessere Unterteilung der Flächen in einheitliche • Bewirtschaftungszonen Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

15. Fernerkundung Luftaufnahme überlagert mit Reichsbodenschätzung und Reliefinformationen (Höhenlinien) Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

16. Unkrauterkennung • Einsparung der Herbizidmenge durch teilflächenspezifisches • Erkennen des Unkrautbefalles gezieltere, Unkrautbekämpfung • Ziel ist die Anwendung eines Real-Time-Verfahrens, gleich- • zeitige Erfassung des Unkrauts und Herbizidausbringung • CCD-Kamera nimmt Grauwertbilder auf, aus Binärbildern • werden Konturbilder erstellt und diese mit Musterpflanzen • verglichen Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

17. Unkrauterkennung Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

18. Informationsmanagement und GIS Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

19. Informationsmanagement und GIS • teilflächenspezifische Applikationen beruhen auf GIS-Overlay • vorliegende Datenquellen werden nach einem Layerkonzept • miteinander verknüpft • Anwendung bei Aussaat und Gründüngung, da Datengrund- • lagen wie Ertragspotential,Bodenart und Nährstoffversorgung • von statischer Bedeutung sind • Online-Verfahren bezieht sich auf aktuellen Pflanzenzustand, • wie z.B. Verunkrautungssituation, dynamisches Verfahren,da • Datenverarbeitung in Echtzeit stattfindet • kombiniert man beide Ansätze, so erhält man wissensbasierte • Real-Time Applikation Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

20. Informationsmanagement und GIS Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

21. Informationsmanagement und GIS Beispiel 1: Ein Sensor kann im Frühjahr nicht die Bereiche ausgeprägter Sommertrockenheit erfassen, so dass der Sensoransatz um diese GIS-Komponente er- weitert werden muss, damit keine Überdüngung oder übermäßige Spritzung stattfindet. Beispiel 2: In einem kombinierten Ansatz können zudem Wasserschutzgebietsregelungen oder andere Naturschutzauflagen berücksichtigt werden Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

22. Informationsmanagement und GIS Daten für Precision Farming: • bei teilflächenspezifischer Bewirtschaftung kommt der • Landwirt mit neuartigen Daten in Kontakt • Menge an Daten und Werkzeuge zur Datenverarbeitung • wie z.B. ein GIS nimmt zu • man unterscheidet zwischen permanent Informationen z.B. • über Boden und Besitzverhältnisse und über zeitabhängige • Informationen wie Nährstoffversorgung ,Witterung und • Pflanzenbestand Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

23. Informationsmanagement und GIS Daten für Precision Farming: • Teile der Datenverarbeitung sind als Dienstleistungen • auszulagern, da der Landwirt allein diese Arbeit nicht • mehr bewilligen kann • Voraussetzung für eine effiziente Datenhaltung ist ein • vernetztes Datenmanagement zwischen Dienstleister, • Betrieb und Maschinen • in Zukunft werden sich Precision Farming und GIS nicht • nur auf die Optimierung pflanzenbaulicher Maßnahmen • beziehen sondern die gesamte landwirtschaftliche Ver- • arbeitungskette einschließen Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

24. Informationsmanagement und GIS Daten für Precision Farming: Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

25. Informationsmanagement und GIS Anforderungen an ein GIS in der Landwirtschaft: • einfache deutsche Benutzerführung, da Landwirt oder • Lohnunternehmer mit raumbezogener Datenverarbeitung • nicht vertraut ist • durch Herstellervielfalt im Landmaschinenbereich ist eine • hohe Anzahl an „Standards“ für Jobrechner und Bordcom- • puter entwickelt worden,welche durch ein GIS unterstützt • werden müssen • bestehende komplexe GIS müssen in ihrer Funktionalität • auf das in der Praxis notwendige reduziert und um wichtige • Funktionen zur Auswertung verschiedener Daten ergänzt • werden Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

26. Informationsmanagement und GIS Anforderungen an ein GIS in der Landwirtschaft: • Daten müssen mit einer sehr hohen zeitlichen Dynamik • verarbeitet werden können Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

27. Informationsmanagement und GIS Anforderungen an ein GIS in der Landwirtschaft: • Ziel ist es Daten zentral zu halten,diese über das Internet • recherchierbar zu machen und so zu verbreiten (Internet-GIS) • Entwicklung eines Metadatenkonzeptes im Verbundprojekt • PRE AGRO, bisher existieren über 1000 Datensätze • PRE AGRO MIS (Management und Informationssystem) Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

28. Informationsmanagement und GIS Anforderungen an ein GIS in der Landwirtschaft: • PRE AGEO WEB: allgemeiner Teil vom WWW aus,ohne • Sicherheitsbeschränkung, Öffentlichkeitsarbeit, als Einstieg • für Benutzer • PRE AGRO Meta: informiert Mitwirkende über Daten, • Zugangsbedingung notwendig, liefert Metadaten zu den • Projektdaten • PRE AGRO Map: enthält tatsächliche Daten , die nach • Recherche im PRE AGRO Meta nach Auswahl zugestellt • werden ( Download ) Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

29. Informationsmanagement und GIS • im ersten Schritt • können Regionen • und Kategorien • gewählt werden Recherche in einem Internet-GIS: Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

30. Informationsmanagement und GIS • im zweiten Schritt • können Betriebe, die • Datenart,ein Zeitraum, • der Zeitpunkt der Zeit- • erfassung und das • EC-Stadium oder die • Fruchtart angegeben • werden Recherche in einem Internet-GIS: Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

31. Informationsmanagement und GIS Recherche in einem Internet-GIS: • in einem weiteren Schritt können bestimmte Schläge • ausgewählt werden ERGEBNIS Precision Farming 4.7.02 Christoph Platen

32. Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Und denkt daran, dass der Mensch ohne die Landwirtschaft nicht überleben kann! ?