Landwirtschaft

Landwirtschaft

Fernerkundungsmethoden finden bereits heute in Agrarforschung und -entwicklung vielfältige Anwendung.
Es werden Verfahren entwickelt um raumbezogene Daten, wie Boden- und Standortdaten, sensorgestützte in-situ-Daten, Wetter- und Klimadaten, mit Satellitendaten zu verknüpfen, mit dem Ziel einer ressourcenschonenden Bewirtschaftung, umweltgerechten Düngung sowie effizienten Logistik. Satelliten- und luftbildgestützte Analysen erleichtern bereits heute die Vorhersage von Pflanzenwachstum, Ernteerträgen sowie die Begutachtung des Ausmaßes von Schaderregern, Dürre- und Hochwasserschäden.
Die Kontrolle von EU-Agrarzahlungen wird zukünftig unter Nutzung von Sentinel-Satellitendaten im Rahmen eines Monitorings landwirtschaftlicher Flächen in Zusammenarbeit mit landwirtschaftlichen Betrieben und Agrarverwaltungen erfolgen. 
Im Copernicus-Fachnetzwerk ist das Julius Kühn-Institut (JKI) Ansprechpartner für Anwendungen in der Landwirtschaft. Mit dem Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung hat das JKI ein Kompetenzzentrum geschaffen, das sowohl Ansprechpartner im eigenen Forschungsinstitut ist, als auch für andere Forschungseinrichtungen, Politik und Verwaltung. 
Das Geoportal GDI-BMEL hält weitere Informationen zu Fernerkundungs- und GIS-Projekten aus Instituten des BMEL-Geschäftsbereichs bereit. Informationen zu Projekten/Use Cases werden von den Ansprechpartnern fortschreibend aktualisiert.

Aktuelle Projekte und Initiativen

Landwirtschaft

AgriFusion - Erzeugung von Ertragspotenzialkarten durch Fusion von Ertragskartierungen, Fernerkundungsdaten, digitaler Reliefauswertung und Bewirtschaftungsdaten
Helmholtz-Zentrum Potsdam Deutsches Geo-ForschungsZentrum GFZ; AgGeoData - Landwirtschaftliche Standorterkundung & Geodaten-Management; Fritzmeier Umwelttechnik GmbH & Co. KG; GeoInformationsDienst GmbH; Scilands GmbH; Hochschule Weihenstephan-Triesdorf
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AgriSenDE - Automatische Bestimmung von Grünlandnutzungsintensitäten mit Satellitenbildern
Johann Heinrich von Thünen-Institut für Ländliche Räume, Institut für Biodiversität und Institut für Betriebswirtschaft; Technische Universität Berlin
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AGRO-DE - Aufbau eines Clusters zur Bereitstellung von aktuellen Fernerkundungsprodukten für die Landwirtschaft
Julius Kühn-Institut (JKI), Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); EOMAP GmbH & Co. KG; Hanse Agro - Beratung und Entwicklung GmbH
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BEWAMO - Ein Bewertungstool für Kategorien der Schutzwürdigkeit und für ein fernerkundungsbasiertes Humusmonitoring landwirtschaftlich genutzter Moore
Humboldt-Universität zu Berlin; Christian-Albrechts-Universität zu Kiel; Johann Heinrich von Thünen-Institut (TI); EFTAS Fernerkundung Technologietransfer GmbH
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BigGrape - Entwicklung von Methoden zum präsymptomatischen und spezifischen Nachweis von Rebkrankheiten wie Esca, Phytoplasmosen und Virosen als Grundlage für ein regionales Monitoring im Weinberg und die Entwicklung von Bekämpfungsstrategien
Julius Kühn-Institut für Rebenzüchtung Geilweilerhof, Siebeldingen; Julius Kühn-Institut für Pflanzenschutz in Obst- und Weinbau, Siebeldingen; Julius Kühn-Institut, Zentrale Datenverarbeitung, Quedlinburg; Fraunhofer-Institut für Fabrikbetrieb und – automatisierung IFF, Magdeburg; Lilienthal Digitaler-Weinbau GmbH, Wiesbaden
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EMRA - Extremwettermonitoring und Risikoabschätzungssystem zur Bereitstellung von Entscheidungshilfen im Extremwettermanagment der Landwirtschaft
Julius Kühn-Institut (JKI) Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen, Institut für Strategien und Folgenabschätzung; Deutscher Wetterdienst (DWD); Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e.V.; DELPHI IMM GmbH; Landesamt für Ländliche Entwicklung, Landwirtschaft und Flurneuordnung (LELF) Brandenburg; proPlant Agrar-und Umweltinformatik GmbH; Obstbauversuchsring des Alten Landes e.V
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Das Ziel der Group on Earth Observations Global Agricultural Monitoring Initiative (GEOGLAM)  ist es u.a. durch Bereitstellung von Erdbeobachtungsdaten und In-situ-Messungen dazu beizutragen, zuverlässige, genaue, zeitnahe und nachhaltige Ernteinformationen und Prognosen zu erzielen.
(http://www.geoglam.org/index.php/en/)

NASeR - Near-real-time Analyse von Satellitendaten zur Unterstützung von epidemiologischen Risikobewertungen
Friedrich-Loeffler-Institut; LUP - Luftbild Umwelt Planung GmbH
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PAM-3D - Integration von Hangneigungs-auflagen in den Pflanzenschutz-Anwendungs-Manager Zentralstelle der Länder für EDV-gestützte Entscheidungshilfen und Programme im Pflanzenschutz (ZEPP), Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion e.V. (ISIP); John Deere GmbH & Co. KG; Julius Kühn-Institut (JKI); Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e. V (KTBL)
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Sentinels for Common Agriculture Policy
"Sentinels for Common Agricultural Policy - Sen4CAP" zielt darauf ab, den europäischen und nationalen Interessengruppen der GAP validierte Algorithmen, Produkte, Arbeitsabläufe und Best-Practice-Beispiele für die landwirtschaftliche Überwachung bereitzustellen, die für das Management der GAP relevant sind. Im Rahmen des Projekts wird besonders darauf geachtet, dass Erkenntnisse darüber geliefert werden, wie Sentinel-basierte Informationen die Modernisierung und Vereinfachung der GAP nach 2020 unterstützen können.

Soil-DE - Entwicklung von Indikatoren zur Bewertung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland
Julius Kühn-Institut (JKI), Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); Universität Osnabrück; EOMAP GmbH & Co. KG
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SOCmonit - Monitoring des organischen Bodenkohlenstoffs mittels Methoden der Fernerkundung und der Proximal-Bodenerfassung
Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH - UFZ; RSS – Remote Sensing Solutions GmbH
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SOFI - Sensordatenbasierte Kartendienste zur bodenschonenden Bewirtschaftung und umweltgerechten Düngung bei der überbetrieblichen Maschinenverwendung durch Kombination unterschiedlich skalierter Geodaten. Kooperation von Beratung und Maschinenringen beim Praxistransfer durch Mobile AgrarPortale
RLP AgroScience GmbH, Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinhessen-Nahe-Hunsrück (DLR - RNH), Universität Trier, Maschinen- und Betriebshilfsring Trier-Wittlich e.V., Premosys GmbH
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timeStamp - Automatisiertes Hinweissystem zur Unterstützung von Entscheidungsprozessen der Kontrollen auf Agrarförderflächen (GAP) und dem Monitoring von Kompensationsflächen der Eingriffsregelung (BNatschG) auf Basis zeitlicher Metriken aus Copernicus-Daten
Johann Heinrich von Thünen-Institut; RLP AgroScience GmbH, Institut für Agrarökologie (IfA); Julius Kühn-Institut (JKI), Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung (FLF); Technische Universität Berlin (TUB), Geoinformation in der Umweltplanung; LUP - Luftbild Umwelt Planung GmbH; Deutsches Geoforschungszentrum (GFZ)
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Datenportale und -zugänge

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1. Datenportale

• Die Daten der Sentinel-Satelliten können Sie über den Copernicus Open Access Hub der ESA herunterladen. Alle Daten sind kostenfrei zugänglich. Die ESA bietet zudem eine Beschreibung der vorhandenen Datensätze und eine Download-Anleitung.
• Rund vierzig Satelliten institutioneller und kommerzieller Betreiber tragen Daten zum Copernicus-Programm bei. Diese Daten fließen in das Copernicus „Data Warehouse“ ein und unterliegen unterschiedlichen Lizenzbedingungen. Die ESA stellt die Daten auf ihrem Copernicus Space Component Data Access (CSCDA) Datenportal zur Verfügung.
• Auf Youtube finden Sie Informations- und Demonstrationsvideos zum Copernicus-Datenzugang
• Die ESA stellt Erdbeobachtungsdaten aus ESA- und Drittmissionen zur Verfügung. Jedoch unterliegen diese unterschiedlichen Lizenzen. Eine Übersicht über Daten, Konditionen, Lizenzen und Zugängen erhalten Sie auf ESA Earth Online.
• Seit 1972 dokumentiert  Landsat die Erdoberfläche und deren Veränderungen. Die Daten können über den USGS Global Visualization Viewer oder den USGS Earth Explorer angeschaut und heruntergeladen werden. Aber auch Höhendaten, Satelliten- und Luftaufnahmen sowie kartografische Produkte, finden sich in u.a. in den Portalen.

Weitere Datenportale finden Sie hier

2. Datenplattformen

Die hier aufgelisteten Daten-Plattformen beinhalten Satellitendaten und eine Prozessierungsumgebung.

• CODE-DE (Copernicus Data and Exploitation Platform – Deutschland)
  CODE-DE ist der nationale Zugang zu den Daten des Copernicus Programms. Hier finden Sie sowohl die aktuellen Daten aller operationellen Sentinel-Satelliten wie auch die Daten der sechs Copernicus-Dienste. Behörden, Forschungseinrichtungen, Unternehmen und Privatpersonen können diese Daten kostenlos herunterladen und benutzen. Die Nutzung der Copernicus-Daten ist kostenlos. Es ist lediglich eine Registrierung auf CODE-DE erforderlich.
• Sentinel-2 Agriculture
  Das Sen2-Agri-System (http://www.esa-sen2agri.org) ist ein eigenständiges Verarbeitungssystem, das landwirtschaftliche Produkte aus Sentinel-2 (A & B) und Landsat 8-Zeitreihen während der Wachstumsperiode erzeugt. Es ist kostenlos und Open Source, so dass jeder Benutzer mit dem eigenen System oder auf einer Cloud-Computing-Infrastruktur Nahe-Echtzeitprodukte erstellen kann. Das Hauptziel des Systems besteht darin, die Handhabung großer Mengen von EO-Daten für eine gesamte Region zeitnah zu ermöglichen und leicht skalierbar zu machen.
• ESA Thematic exploitation platforms (ESA TEPs)
  Die ESA TEPs sind thematische Plattformen  zum Auffinden und Verwenden von Erdbeobachtungsdaten und Algorithmen sowie zum fachlichen  Austausch innerhalb der Nutzercommunity. Für die Landwirtschaft ist u.a. der „Food securtiy TEP“ von Interesse.
• Research and User Support (RUS) Copernicus
  Der von einem Konsortium unter der Leitung von CS SI entwickelte und betriebene Forschungs- und Nutzerbetreuungsdienst (RUS) ist eine Reaktion auf einen Aufruf der Europäischen Kommission aus dem Jahr 2016 zur Entwicklung einer Online-Plattform (https://rus-copernicus.eu ) für den freien Zugang zu Copernicus Daten und zur Unterstützung der Ausweitung der FuE-Aktivitäten.

Weitere Plattformen finden Sie hier

3. In-Situ Daten

Lucas ist die englisch Abkürzung für "Land Use and Coverage Area frame Survey". Alle drei Jahre führt EUROSTAT eine Erhebung zu Bodennutzung und Bodenbedeckung durch, um deren Veränderungen zu erfassen.

4. Opensource Software

Eine Vielzahl kostenfreier Programme wie beispielsweise QGIS, die ESA Sentinel Application Platform (SNAP) oder TIMESAT finden Sie auf CODE-DE.

5. Weitere Informationen

Weitere Infos zum Einsatz von Fernerkundungsdaten in der Landwirtschaft erhalten Sie auf den Seiten der ESA.

Drohnen und UAVs

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Von der Agritechnica, den DLG-Tagen und der INTERGEO sind Drohnen und UAVs nicht mehr wegzudenken, da sie für die praktische Landwirtschaft an Bedeutung gewonnen haben, um ihre Effizienz zu steigern. Die im Folgenden genannten Projekte verdeutlichen ihr Potenzial für die Bestandsführung und den gezielten Einsatz von Pflanzenschutzmitteln (PSM).

Drohnen werden auch als Multicopter, UAVs (Unmanned Aircraft Vehicle/s) oder UAS (Unmanned Aircraft System/s) bezeichnet; gemeint sind damit unbemannte Flugobjekte.

In der Landwirtschaft kommen meist Multicopter zum Einsatz, die je nach Anzahl der Propeller auch Quadrocopter, Hexacopter oder Octocopter genannt werden. Es gibt Anwendungen, die von Landwirten über Maschinenringe oder andere Dienstleister in Anspruch genommen werden können. Erprobte und erfolgreiche Beispiele hierfür sind das Aufspüren von Rehkitzen vor der Grünlandmahd mit Hilfe von Infrarot-Kameras an UAVs oder die Schädlingsbekämpfung des Maiszünslers mit der Ausbringung von Trichogramma per Drohne. Hierbei handelt es sich um eine Schlupfwespe, welche als natürlicher Feind des Maiszünslers gilt. Die Detektion von Schaderregern und der anschließend gezielte Einsatz von PSM wird beispielsweise im Weinanbau gegen Mehltau (www.greehhive.at) erfolgreich praktiziert. Von den Anwendern ist dabei viel technisches „Know-How“ in Soft- und Hardware gefragt und eine Fluggenehmigung nötig.

Nicht nur Landwirte, sondern auch Versicherungen setzen zunehmend auf den Einsatz von Drohnen und von Satellitenbildern um Schäden durch Hagel, Wild oder Trockenheit genauer schätzen zu können.

Wissenschaftliche Institute und Pflanzenzuchtunternehmen haben Drohnen und UAVs für ihre Feldversuche im Einsatz. Sie beobachten damit den Feldaufgang, analysieren und beurteilen den Pflanzenbestand und wollen frühzeitig Unkraut oder Schaderreger erkennen, um daraus beispielsweise einen gezielten Einsatz von PSM abzuleiten.

Folgende Projekte haben nachhaltige und ressourceneffiziente Landwirtschaft mit Hilfe von Drohnen und UAVs im Fokus: Evapotranspiration (pETchy), Hitze- und Trockentoleranz von Weizenbeständen (Phaenokopter), Bewässerung von Feld-und Fruchtgemüse (PLANTSENS), Erfassung verunkrauteter Flächen (Remweed), Erkennung von Schaderregern und ein Auswerteverfahren zur Bekämpfung (Schadinspektor); Grünlandmonitoring mittels UAV.

Die nationale Drohnenverordnung sowie rechtliche Informationen zum Einsatz von Drohnen finden Sie unter www.bmvi.de/drohnen sowie https://www.uavdach.org.

Dienste

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Der Copernicus Dienst zur Überwachung der Landoberfläche stellt Daten über das Festland und die Binnengewässer bereit. (http://land.copernicus.eu/)

Agro.de bietet einen offenen Zugang zu landwirtschaftlichen Informationsprodukten. Dadurch soll es landwirtschaftlichen Betrieben, Beratern, Lohnunternehmern und Serviceprovidern ermöglicht werden, Informationsprodukte aus den Sentinel-Daten zeitnahzu  nutzen diese in ihre Betriebsabläufe zu integrieren. (https://agro-de.info/)

Satelliten

für den Anwendungsbereich Landwirtschaft

Eine Übersicht über alle Satelliten die auf unserer Seite gelistet sind finden Sie hier.