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Dieser Vortrag wurde von Mr. Sheppers im Jahre 2005 gehalten. Mr. Sheppers ist einer der Erfinder des Pflanzensensors. Jim Schepers USDA-ARS Agronomy and Horticulture Dept University of Nebraska übersetzt von Renz Waller. InfoAg 2005 Aktiver Sensor für Mais.

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Presentation Transcript
slide1

Dieser Vortrag wurde von

Mr. Sheppers im Jahre 2005

gehalten.

Mr. Sheppers ist einer der

Erfinder des Pflanzensensors

Jim Schepers

USDA-ARS

AgronomyandHorticultureDept

University of Nebraska

übersetzt von Renz Waller

slide2

InfoAg 2005

Aktiver Sensor für

Mais

Jim Schepers

USDA-ARS

AgronomyandHorticultureDept

University of Nebraska

übersetzt von Renz Waller

slide3

Aircraft

Ground-based

Satellites

Clouds

Timeliness

Turn Around

Resolution

Clouds

Timeliness

Platforms

slide4

Hier werden die verschiedensten Möglichkeiten einer

Informationsbasis angesprochen.

Es gibt für alle Möglichkeiten gute Gründe für deren

Anwendung.

Man sollte neben einem guten Preis-Leistungsverhältniss

auch immer den praktischen Einsatz im Auge haben.

slide5

Faktorenwelche die Ergebnisse

beeinflussen !

Die Position über dem Bestand

Die Höhe

Elektronische Störungen

Datenauswertungen

Eigenarten der Durchführung

slide6

Kettenreaktionen

Photosyntese

Biomasse

Wie hängt es zusammen? ??

Ertrag

slide7

?

?

Welche Informationen werden benötigt ?

Sind alle Betrachtungsweisen gleich ?

slide8

Photosyntese

Chlorophyll

Biomasse

Selbstversorgungs Index

Vegetations Index

slide9

Nur zum Verständnis : Sensoraufnahmen sind wie das lernen einer neuen Sprache.

Es gebraucht eine gewisse Zeit umd alles zusammen zu fügen.

Einige Aspekte davon können einem Kopfschmerzen bereiten.

Einige Informationsgrundlagen lassen wichtige Detailinformationen aus..

Fragen Sie also nach !

slide10

Das Ziel ist !

Besser informiert zu sein.

Mit neuen Ideen nach Hause zu kommen.

Zu wissen, welche Fragen man stellen möchte.

vermeidet Betrübnis und Enttäuschung !

slide11

Spektrale Möglichkeiten

“Biomasse”

Nah Infrarot

Lebende

Vegetation

sichtbar

70

60

50

40

30

20

10

0

Photosyntese

Reflektion (%)

400 500 600 700 800 900 1000

Wellenlänge (nm) ( Nanometer)

slide12

Blattaufbau & Spektrale Interaktion

Grün

Nah IR

Blau/Rot

Chlorophyll

Palisaden Zellen

Schwamm Mesophyll

untere

Epidermis

Blattöffnung

Luftzwischenräume

slide13

70

60

50

40

30

20

10

0

Junge Pflanze

Reflektion (%)

unbewachsener Boden

400 500 600 700 800 900 1000

Wellenlänge (nm)

slide14

gestresste

Pflanze

70

60

50

40

30

20

10

0

gesunde Pflanze

Reflectance (%)

Bare Soil

400 500 600 700 800 900 1000

Wavelength (nm)

slide15

70

60

50

40

30

20

10

0

Gesunde Pflanze

voll entwickelt

V10 Stadium

Reflectance (%)

LAI ~2.0

keine Reflektion mehr

Reaktionsfähig

400 500 600 700 800 900 1000

Wavelength (nm)

vegetationsabschnitte

June 6, 2002

July 15, 2002

August 29, 2002

September 24, 2002

Vegetationsabschnitte

Video Camera Bilder

(nadirposition)

Mais

Soja

slide17

Aktivsensor Erfahrungen

Wertunterschiede zuordnen zur:

Optik

Elektronik

Physik

oder den Pflanzen

Wie die Daten interpretieren ?

slide18

Detektor

Hysteresis

Bedenken

Unterschiedliche

Flächenansichten

LED Grundlagen- Modulationstechniken

Ziel

Photodetector

SENSOR

LED1

LED2

slide19

Tragbarer GreenSeeker Sensor

45 cm

Tiefe ~7,5 cm

60 cm

slide20

Sensor 45 cm über dem Bestand

60 cm Abdeckung

GreenSeekerAbdeckung

slide22

No detector

hysteresis

Identical

Fields of View

Modulation/Demodulation bei Gebrauch von Polychromatischen LEDs

TARGET

SENSOR

PD1,

<700nm

PD2,

>700nm

LED

slide23

60 cm

EntfernungHoehe von 90 cm

slide24

Erfassungsgröße

GreenSeeker

Crop Circle

Zusammengefasste Fläche

von ~62,5 cm x 60 cm

Die größte Intensität liegt in der Mitte

(~75% in der Mitte 25 x 30 cm)

Hier wächst das Feld mit der

Höhenentfernung

Nahezu gleichmäßig über die gesamte

Breite.

slide25

GreenSeeker seitliche Empfindlichkeit

+/-20% variation across FOV

60 cm Ansichtsfeld

slide26

Crop Circle

seitliche Empfindlichkeit

<+/- 5%variation across FOV

60 cm breite Ansicht

slide28

Crop Circle Sensor am

Garagentüröffner

GreenSeeker

slide29

Gewinde

garagentor

Öffner

1

Entfernung2

Entfernung von der Zielebene

Reflektion

slide31

CV = 1.6%

Sensorentfernung vom Ziel

NIR

Amber

NDVI

slide32

CC

GS

GS

slide33

NIR

Amber

NDVI

slide34

GS

CC

GS

slide35

6 N rates

Hybrid 1

Hybrid 2

Hybrid 3

Hybrid 4

Crop Circle

Sensor Output

Distance

slide36

Crop Circle

Sensor Output

Visible

Distance

slide37

red

red

amber

Crop Circle

GreenSeeker

green

slide38

Crop Circle (amber)

GreenSeeker (red)

slide39

Gewächshaus Studien

Feststellen von speziellen

Eigenschaften

N Status

Ansichtstiefe und Breite

Feldtiefe

Seong-Soo Kang

visiting scholar

slide40

Replication 4

Straw

100 g

Straw

75 g

Straw

50 g

Straw

0 g

Straw

25 g

slide41

Straw

100 g

Straw

75 g

Straw

50 g

Straw

0 g

Straw

25 g

Wie tief dringt das Sensorlicht in den Bestand ein ?

Energie nimmt mit der Entfernung ab !

Welche Blätter werden erfasst. ?

pendeln vs parallel crop circle
Pendeln vs. Parallel – Crop Circle

(Amber version)

Pot No. 14

at R2 Growth Stage.

slide44

April 26, 2005

Blattentfernen von unten nach oben

wenig N

hoher N

Aktive Sensor Ausgabe ist proportional zur lebenden Vegetation in der Feldansicht

Activer Sensors dringt nur durch die obersten 5 bis 6 Maisblätter

ndvi vs r nir r green 1 green biomass estimation
NDVI vs. (RNIR / Rgreen)-1Green Biomass Estimation

Soybean rainfed

Im Moment– Liefert nur der CropCircle Daten für unterschiedliche Wellenlängen !

NDVI (RNIR / Rgreen) -1

AISA imagery, July 27, 2004

slide46

silking

Correlation Coefficient

12-bit aircraftdata

24’ x 50’ plots

1’ spatialresolution

slide48

Starter

Preplant

beregneter Mais

N Aufnahme

Trockensubstanz

Total N Uptake (kg/ha)

Dry Matter (Mg/ha)

slide49

Was ist die richtige Entscheidung?

Risiko

Maschinenpark

Wirtschaftlichkeit

Arbeit

Mehr N

Zurückhalten

slide50

Möchten Sie in die

Sensorik einsteigen ?

Nehmen Sie Kontakt zu den

Herstellern auf.

Erklären Sie Ihren Anbau.

Fragen Sie nach Namen anderer Anwender

Contact Users

slide51

Erforschen Sie Ihre Anwendungsmöglichkeiten aus.

Fragen Sie nach Verläßlichkeit und Service.

Suchen Sie nach Begrenzungen und nach Empfehlungen

slide52

Thank You

Jim Schepers

402-472-1513

jschepers1@unl.edu