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

Agri GAIA - Ein agrarwirtschaftliches KI-Ökosystem für die Agrar- und Ernährungswirtschaft
Das Deutsche Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI)
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AgriSens DEMMIN4.0 - Fernerkundungs-technologien für die Digitalisierung im Pflanzenbau
GFZ Potsdam
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Bereitstellung von zeitlich-räumlich hochaufgelösten und bundesweiten Informationen zur Landbedeckung
Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung des Julius Kühn-Institut, Department Remote Sensing des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung (UFZ)
Projektbeschreibung (folgt)

CopGrün - Copernicus leuchtet Grün - Integration und Praxistransfer von Copernicus-Aktivitäten für ein umfassendes behördliches Monitoring von Grünland
Landesamt für Natur, Umwelt und Verbraucherschutz Nordrhein-Westfalen (LANUV NRW); Staatliche Betriebsgesellschaft für Umwelt und Landwirtschaft (BfUL); Landesamt für Landwirtschaft, Umwelt und ländliche Räume des Landes Schleswig-Holstein (LLUR); Johann Heinrich von Thünen-Institut, Bundesforschungsinstitut für Ländliche Räume, Wald und Fischerei; TU Berlin - Fachgebiet Geoinformation in der Umweltplanung; RLP AgroScience GmbH
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DynAWI - Dynamische Agrarwetterindikatoren zur Extremwetter-prognose in der Landwirtschaft mit Methoden der künstlichen Intelligenz (KI) und des maschinellen Lernens (ML)
Julius Kühn-Institut
Projektbeschreibung

EFSüdwest - Experimentierfeld Südwest
Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum
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FAMOS- Nutzung von Fernerkundungsdaten zur Verbesserung der flächenhaften Abschätzung von Moorbodensackung und Grundwasserflurabstände
Thünen-Institut
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FarmerSpace - Ein landwirtschaftliches Experimentierfeld zur Implementierung digitaler Technologien für den Pflanzenschutz
IfZ Institut für Zuckerrübenforschung, Uni Göttingen, Frauenhofer IOSB, Landwirtschaftskammer Niedersachsen
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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.
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GreenGrass - Innovative Nutzung des Grünlands für eine nachhaltige Intensivierung der Landwirtschaft im Landschaftsmaßstab
Georg-August-Universität Göttingen
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Ich sehe was, was Du nicht siehst: Automatische Erkennung von Agrar- und Anbaustrukturen mittels Satellitenbildern
Thünen-Institut, Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung e.V.
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kliMAGS - Monitoring von klimawirksamen Maßnahmen in der Acker- und Grünlandbewirtschaftung mit Satellitendaten
Thünen-Institut
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NaLamKI - Nachhaltige Landwirtschaft mittels Künstlicher Intelligenz
John Deere
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MonViA - Monitoring der biologischen Vielfalt in Agrarlandschaften: Landnutzungsmonitoring mittels Fernerkundung
Teilvorhaben: Julius Kühn-Institut und Thünen-Institut
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Precise Nitrogen - Optimierung des Betriebsmitteleinsatzes und Erhöhung der Ressourceneffizienz bei der Stickstoff-Düngung am Beispiel des Weizenanbaus
Landwirtschaftskammer Niedersachsen
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Sat AgrarStat/SatAgrarStat_Plus - Prüfung einer methodisch angepassten Ernteertragsabschätzung im Statistischen Verbund unter Einbezug moderner Verfahren der Fernerkundung
Julius Kühn-Institut
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Sen4CAP - Sentinels for Common Agricultural Policy
ESA, CESBIO Centre d’Etudes Spatiales de la Biosphère (Frankreich), CS – Systèmes d’Information (Frankreich), CS Romania (Rumänien), GISAT (Tschechische Republik)
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Soil-DE - Entwicklung von Indikatoren zur Bewertung der Ertragsfähigkeit, Nutzungsintensität und Vulnerabilität landwirtschaftlich genutzter Böden in Deutschland
Julius Kühn-Institut, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V.; Universität Osnabrück; EOMAP GmbH & Co. KG
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timeStamp -  Entwicklung eines automatisierten Hinweissystems für die Kontrolle von Agrarförderflächen
Thünen-Institut; RLP Agroscience GmbH; Julius Kühn-Institut - Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen; Technische Universität Berlin; Deutsches Geoforschungszentrum; LUP - Luftbild Umwelt Planung GmbH; Struktur- und Genehmigungsdirektion Nord RLP; Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-Westfalen
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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. Der Flyer gibt einen Überblick über die wichtigsten Funktionalitäten des Online Portals.
• 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. 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 (https://www.greenhive.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.