image
image
image
image
image
image
image
image
1 | XX. Monat 2016 |
Name des Präsentators
Feldtag Köllitsch, 25. März 2021
Fernerkundung in der Landwirtschaft Sachsens

2 | 25. März 2021 | Goihl
Was ist eigentlich Fernerkundung?
Wissenschaft und Technik der Informationserfassung von entfernten
Objekten, ohne mit diesen in Berührung zu kommen
Physikalische Messungen der obersten Schicht der Erdhülle
Genauigkeit der Erfassung ist von den Sensoren abhängig (räumliche,
temporäre, spektrale und radiometrische Auflösung)
Vorteile: flächendeckend, großräumig, Zeitabläufe können sichtbar gemacht
werden, zerstörungsfreie Messung, Kartenersatz, geringer Kostenaufwand je
Flächeneinheit, physikalische Messwerte

3 | 25. März 2021 | Goihl
Abgrenzung:
Zwar auch mit Satelliten, aber keine Erdbeobachtung
Navigationssatelliten (GPS, Galileo, GLONASS) tragen zur so
genannten Digitalisierung der Landwirtschaft bei, haben aber in
diesem Sinne keinen Zusammenhang mit der Fernerkundung
SAPOS
(
Satellitenpositionierungsdienst
) und RTK (
Real Time
Kinematic
) sind ebenfalls Instrumente der Vermessung und
Navigation, welche Satelliten nutzen
in Sachsen kostenfrei seit
2018
Auch Satellitenkommunikation kann nicht zur Fernerkundung gezählt
werden

image
4 | 25. März 2021 | Goihl
Das Copernicus Programm der EU
https://www.d-copernicus.de/fileadmin/Content/pdf/
Forum_2018/002_NH_Nationales_Forum_f%C3%BCr_F
ernerkundung_und_Copernicus_-_28_Nov._2018_v3.pdf

5 | 25. März 2021 | Goihl
Chance Copernicus
Copernicus-Daten als „neue“ Datenquelle verfügbar
Sentinel 2 multispektral, Sentinel 1 als Radarsatellit (wolkenunabhängig)
Daten
kostenfrei
und für jedermann frei verfügbar
Gute
räumliche
Auflösung
bis 10 m Pixelkantenlänge
Hohe
temporäre
Auflösung (je nach System 2 bis 5 Tage Wiederkehrzeit)
sinnvolle Anwendungen und Dienste aus diesen Daten ableiten

image
6 | 25. März 2021 | Goihl
Chance UAV-Technik
https://de.statista.com/infografik/16990/prognose-drohnen-bestand-in-deutschland/
Sinkende Preise für die Anschaffung
Steigende Leistungsfähigkeit von
Batterietechnik
Aufnahmesensoren (Lidar,
RGP-Foto, multispektral,
thermal, Radar)
Datenspeicherung
Datenübertragung, z. B.
Steuerung per Smartphone
Systemvielfalt (Kopter,
Starrflügler)

image
7 | 25. März 2021 | Goihl
Chance Datenverarbeitungstechnik - Auswahl
Steigende Leistungsfähigkeit in
Datenübertragung
Rechenleistung (CPU)
Datenspeicherung
Grafische Rechenleistung
(GPU)
Verlagerung in die Cloud/
ins Rechenzentrum
Apps und KI
https://de.statista.com/statistik/daten/studie/326398/umfr
age/durchschnittliche-internetgeschwindigkeit-weltweit/
Durchschnittliche Internetgeschwindigkeit weltweit

8 | 25. März 2021 | Goihl
Zusammenfassung der aktuellen Bedingungen
Technologischer Fortschritt eröffnet eine Vielzahl von neuen Möglichkeiten,
die vor wenigen Jahren nicht denkbar waren
und finanziell erschwinglich sind
Situation sehr dynamisch
siehe Start-Ups, Apps, Forschung, Produkte
Situation dadurch auch unübersichtlich
Fernerkundung nur ein Teil der Digitalisierung, eine neue Datenquelle
die
Landwirtschaft ist aber vielfältig in Digitalisierungsprozesse einbezogen

image
9 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung für die Landwirtschaft in Sachsen?
Es liegen keine Daten dazu vor,
welche Art dieser Produkte in
SN am häufigsten genutzt
werden
Wie häufig diese Produkte
verwendet werden
Ob und wie sich diese
Anwendung für sächsische
Landwirte lohnt
https://www.bitkom.org/sites/default/files/2020-04/200427_prasentationpklw_final.pdf
Bitkom-Umfrage aus dem Jahr 2020
82 % der Betriebe setzen Smart
Farming Technologie ein
Drohnen bei 11 % im Einsatz
und 31 % geplant
89 % fordern von der Politik
kostenlose Bereitstellung von
Geo- und Wetterdaten
79 % sehen Chance für eine
umweltschonendere Produktion

image
10 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung und Landwirtschaft
Grundlagen des Vegetationsmonitorings
https://www.geosage.com/highview/features_sentinel2.html

image
image
11 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung und Landwirtschaft
Grundlagen des Vegetationsmonitorings
https://media.cheggcdn.com/media/d02/s873x431/d02048b0-06aa-4019-af4e-
c9718abc5ec9/phpq09nqj.png

image
image
12 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung und Landwirtschaft
Grundlagen des Vegetationsmonitorings, Indizes
https://ece.montana.edu/seniordesign/archive/SP15/OpticalWeedMapping/ndvi.html
https://www.semanticscholar.org/paper/The-Generalized-Difference-Vegetation-
Index-(GDVI)-Wu/7994aeceb86a88cf63d88654e6962fdc3c27061c

image
13 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung und Landwirtschaft
Grundlagen des Vegetationsmonitorings
EO Browser
Köllitsch, Aufnahme vom 25.02.2021

image
14 | 25. März 2021 | Goihl
Ertragsdaten gegenüber Indexwerte aus Satellitenbilder
Versuch über
drei Jahre
Gleiche Fläche
Jeweils Mais
Kayad et al., Remote Sens. 2019,
11, 2873; doi:10.3390/rs11232873

image
image
image
15 | 25. März 2021 | Goihl
Ertragsdaten ggü. Indexwerte aus Satellitenbilder
Kayad et al., Remote Sens. 2019, 11, 2873; doi:10.3390/rs11232873

image
16 | 25. März 2021 | Goihl
Was der Satellit sehen kann (Bsp. Zuckerrübe)
Tugrul (2021), S.102

image
17 | 25. März 2021 | Goihl
Was der Satellit sehen kann (Bsp. Zuckerrübe)
Tugrul (2021), S.106
August
September
Projekt BeetScan, u. a. mit Nordzucker und JKI

image
image
image
image
18 | 25. März 2021 | Goihl
Von der Vegetationskarte zur Applikationskarte
Biomassekarte
Einjährige
Ertragszonenkarte
Ertragszonenkarte des
jeweiligen Jahres
2020
2019
2018
2017
Applikationskarte

19 | 25. März 2021 | Goihl
Die Applikationskarte – Vorteile für eine
teilflächenspezifische Bewirtschaftung
Erträge zu steigern oder Erträge bei geringerem Mitteleinsatz zu halten
Ertrag + und Aufwand =
oder
Ertrag = und Aufwand -
Strategien:
schwache Ertragszonen mit geringerem Mitteleinsatz (Saatdichte,
Dünger, PSM) bewirtschaften, umgekehrte Anwendung für die Zonen mit
höheren Erträgen
Schwache Ertragszonen mit einer höheren Dosierung versehen,
umgekehrt bei Zonen mit hohen Erträgen

20 | 25. März 2021 | Goihl
Applikationskarten - Bedingungen
Hauptanwendungsfelder im Precision Farming, aber Einbindung in
Farmmanagement Software etc. möglich
Weitere Voraussetzungen: nach GPS gesteuerter Maschinen
Maschinen, die teilflächenspezifisch arbeiten können (z. B. Spritzen mit
großer Arbeitsbreite)
viele Angebote am Markt, die sich auf
Applikationskarten
beziehen, aber
es gibt auch
weitere Angebote mit Bezug zu Satellitendaten

image
image
image
image
image
image
image
image
image
image
21 | 25. März 2021 | Goihl
Produkte für den Landwirt mit Satellitenbildern als Datenquelle
Biomasse
Ertrag/Reife
Düngung
Aussaat
Ertrags-
prognosen
Blattfläche
Pflanzen-
Wetterdaten
schutz
Pflanzen-
gesundheit
Boden-
feuchte
All Images form Flaticon.com, authors: Freepik, smashicons, Eucalyp, Ultimatearm, dDara, surang

image
image
22 | 25. März 2021 | Goihl
Kostenfreie Produkte – CropSat
Aktuelle Ertragszonen
Satellitenbild vom 25.02.2021
Biomasse

image
image
23 | 25. März 2021 | Goihl
Kostenfreie Produkte – OneSoil
Aktuelle Ertragszonen
Satellitenbild vom 25.02.2021
Düngung

image
24 | 25. März 2021 | Goihl
Kostenpflichtige Produkte, Bsp. CropView von Claas
https://www.365farmnet.com/de/produkte/bausteine/claas-crop-view/

image
image
image
image
image
image
image
image
image
25 | 25. März 2021 | Goihl
Angebote am Markt (Nettopreise)
Ertrag/Reife
Düngung
Aussaat
Biomasse
Pflanzen-
Düngung
Aussaat
schutz
Baustein: Claas
Crop View
Datenstand 01.03.2021, Quellen 365famnet.com, mydataplant.com
Zwischen
2,00 und
4,00 €/ha
+ 2,00 €/ha
+ 2,00 €/ha
+ 2,00 €/ha
Gestaffelt z. B. 18,75 € für max. 50 ha = 0,375 €/ha
z. B. 31,25 € für max. 100 ha = 0.3125 €/ha

image
image
image
image
image
image
image
image
image
26 | 25. März 2021 | Goihl
Angebote am Markt (Nettopreise)
Düngung
Aussaat
Wetterdaten
Kostenfrei, Unternehmen sitzt in Belarus
Biomasse
Düngung
Aussaat
Ertrag/Reife
Field Manager Variante „Pro“ + „Basis“, 100 € für 365 Tage

image
image
image
27 | 25. März 2021 | Goihl
Kostenfreie Daten selbst auswerten?!
KONSAB
https://www.gfz-potsdam.de/ueber-uns/fort-und-weiterbildung/konsab/

28 | 25. März 2021 | Goihl
Zusammenfassung aus fernerkundlicher Sicht
Angewandte Methoden in der Regel nicht bekannt (Geschäftsgeheimnisse)
Zeitreihen haben eine größere Aussagekraft als einzelne Aufnahmen
Angehängte Modelle können die Produkte verbessern
Summierung von Vitalitätsdaten über mehrere Jahre eine gängige Methode
über alle Feldfrüchte in diesem Zeitraum hinweg
relatives Ertrags- bzw. Biomassepotenzial, selten eine richtige
Ertragsschätzung im Portfolio

29 | 25. März 2021 | Goihl
Viele Angebote, aber was ist „gut“ und was „schlecht“?
Leider gibt es keine unabhängige Prüfung, die „Mehrerträge“ durch die
Nutzung von Applikationskarten quantifiziert oder vergleicht
Ebenso verhält es sich mit eingesparten „Minderausgaben“ an
Betriebsmitteln, Dünger und Pflanzenschutzmitteln
Plausibilitätsprüfung obliegt dem Betriebsleiter
Nach Möglichkeit zusätzliche Datenquellen heranziehen
u. a.
agronomische Wissen des Verantwortlichen
Ressourcenschonung theoretisch ja, aber kann sich der Betrieb dies leisten
(Investitionen Technik, Maschinen, Satellitenprodukte)?
Göggerle (2020), Precision-Farming: teilflächenspezifisch Düngen - so starten Sie | agrarheute.com

30 | 25. März 2021 | Goihl
Grenzen des Verfahrens
N-Sensor
Messverfahren wie Satellit
Ergebnisse absolut und kalibriert
Wolkenunabhängigkeit: ja
Messung in Echtzeit
Räumliche Auflösung: 2 m?
Vorteile nachgewiesen
Satellit
Messverfahren wie N-Sensor
Ergebnisse relativ, nicht kalibriert
Wolkenunabhängigkeit: nein
Messung nach Tagen, Wochen
verfügbar
Räumliche Auflösung: max. 10 m
Büroarbeit mit recht vielen
Arbeitsschritten
Ergonomie
Kostenvorteil noch nicht unabhängig
nachgewiesen
https://www.agricon.de/aktuelles/blog/2019/07/22/precision-farming-mit-satellit-oder-sensor

image
image
31 | 25. März 2021 | Goihl
Grenzen des Verfahrens
https://www.agricon.de/aktuelles/blog/2019/07/22/precision-farming-mit-satellit-oder-sensor

image
32 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung für die Landwirtschaft in Sachsen?
Gefördert durch das Land Sachsen aus ELER-Mitteln (Jahre 2020 & 2021)
kostenlos
Bewerbung auf der Seite des Vereins möglich

33 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung in der Agrarförderung
Was ist die Flächenreferenz?
Verordnung (EU) Nr. 1306/2013
Artikel 67: … Jeder Mitgliedsstaat richtet ein integriertes Verwaltungs-
und Kontrollsystem („integriertes System“) ein. …
InVeKoS
Artikel 68: … Das integrierte System umfasst … b) ein System zur
Identifizierung landwirtschaftlicher Parzellen; …
LPIS
(Land Parcel Identification System) = Referenzflächensystem
bestehend aus Referenzparzellen = Flächenreferenz
§ 3 InVeKoS-Verordnung:
Die Landesregierungen bestimmen, welche Art von Referenzparzellen
(Feldblock, Schlag, Feldstück, Flurstück) sie verwenden.
§ 1 Sächsische GAP-Umsetzungsverordnung:
Das LPIS in Sachsen stützt sich auf die Referenzparzelle „Feldblock“.
Quelle: Hr. Ninnemann, SMEKUL, 2020

image
34 | 25. März 2021 | Goihl
Was ist die Flächenreferenz?
Daten und Fakten zu Feldblöcken
Bodennutzungskategorie
Grünland (GL)
Ackerland (AL)
Teich und Schilf (TS)
Umwelt- und Naturschutzflächen (UN)
Obst- und Dauerkulturen (OD)
Sonstige Flächen (SO)
Wald, Holzungen, Erstaufforstung (WH)
Keine förderf. Flächen Agrarumwelt (KF)
Rebflächen (RF)
Glas und Folie (GF)
Beihilfefähige Fläche (BF)
Hopfen (HO)
Beihilfefähige Heideflächen (HF)
SN insgesamt ca. 100.000 Feldblöcke
Quelle: Hr. Ninnemann, SMEKUL, 2020

35 | 25. März 2021 | Goihl
Wie ist die Referenzpflege organisiert?
Ansatzpunkt Digitale Orthophotos (DOP) von GeoSN
neue Luftbilder jährlich von einem Drittel (ab 2021: von der Hälfte) der Landesfläche
gut 30.000 Feldblöcke und ebenso viele Landschaftselemente betroffen
automatisierte Änderungserkennung (durch Dienstleister)
technischer Abgleich der neuen Bilder mit den vorhandenen Feldblockgrenzen
Ziel: Reduzierung der Anzahl manuell zu prüfender Feldblöcke
Ergebnis: etwa ein Drittel der Feldblöcke sind unkritisch
nicht weiter zu prüfen
gut 20.000 Feldblöcke erhalten im Januar einen Referenzpflegeauftrag (RPA)*
manuell zu prüfen
*GIS-Punkt mit Informationen zum Anpassungsbedarf und zur Bearbeitung
Quelle: Hr. Ninnemann, SMEKUL, 2020

image
36 | 25. März 2021 | Goihl
Fernerkundung als Instrument der Vor-Ort-Kontrolle
Quelle: Hr. Müller, SMUL, 2017

37 | 25. März 2021 | Goihl
Flächenmonitoring
GAP-Monitoring nächste Förderperiode verpflichtend
Verfahren der regelmäßigen und systematischen Beobachtung, Verfolgung
und
Bewertung
landwirtschaftlicher
Tätigkeiten
und
Methoden
auf
landwirtschaftlichen Flächen mittels des Einsatz[es] neuester Technologien.“
Effizient, Flächendeckend, Transparent
neueste Technologien
Automatisierte Auswertung von Bilddaten der Copernicus-Sentinel-
Mission der European Space Agency (ESA)
Oder andere mindestens gleichwertige Bilddaten (z. B. Landsat-8 der
NASA)
Monitoring durch die Fernerkundung bisher optional, soll aber in
nächster Förderperiode verpflichtend werden
Quelle: Fr. Dr.. Seidel, LfULG, 2020

image
38 | 25. März 2021 | Goihl
Kulturartenerkennung
Automatisierte Auswertung der Satellitenbilder
Zeitreihenanalyse
Quelle: ESA/Sen4Cap 2020
Flächenmonitoring
Technische Grundlagen
Quelle: Fr. Dr.. Seidel, LfULG, 2020

image
39 | 25. März 2021 | Goihl
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!