PiG: Versuchsglück mit „Produktionsintegrierten Großparzellenversuchen“

Betriebseigene Versuche helfen Fragestellungen zu beantworten, die nur unter Praxisbedingungen wirklich untersucht werden können. Gegenüber Kleinparzellenfeldversuchen in den Versuchsstationen der Industrie und öffentlichen Hand besteht hier der Vorteil von selbst realisierten Versuchen unter betrieblichen Bedingungen. Damit verbundenen ist das Vertrauen in die Ergebnisse und die hohe Aussagekraft für die Situation vor Ort. Diese Versuchsmethoden heißen „On Farm Resarch“ (OFR), „On Farm Experimente“ (OFE) oder eben „Produktionsintegrierten Großparzellenversuchen“ (PiG).

Arnim Grabo hat im Agrarmanager August 2016 unter dem Titel „„Selbst Versuchsleiter sein“ über dieses Thema und aktuelle Versuche berichtet.

Link zum Artikel

Mit PiG lassen sich auf Basis praxisüblicher Großtechnik, innerhalb des normalen Produktionsprozesses wissenschaftlich abgesichert Großparzellenversuche als Streifen- oder Rasteranlage planen, anlegen und auswerten.

Ziel dieser Versuche ist es, einen oder ggf. mehrere Faktoren hinsichtlich ihres Einflusses auf den Ertrag und oder andere Zielgrößen zu analysieren, wobei räumlich variierende Umwelt- und Bewirtschaftungseinflüsse als Störgrößen zu berücksichtigen sind.

Mit dem Softwarepaket „PiG-Stat“ von Alexander Brenning (Professor für Geoinformatik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena) nutzen wir eine auf geopositionierten Daten basierende moderne Lösung für die geostatistische Vorprozessierung und Analyse von PiG-Versuchen. Eine besondere Herausforderung ist dabei der Umgang mit räumlichen Abhängigkeiten der Daten.

Durch die Berücksichtigung der erfassbaren teilflächenspezifisch wirkenden Störgrößen (Bodenqualität, Relief, Feuchetindex, Nährstoffstatus usw.) für jeden in der Ertragskartierung ermittelten Ertragspunkt (10.000 bis 20.000 je Versuch!) können wir aussagekräftige und robuste Ergebnisse erzielen. Der Einsatz von Geoinformationsystemen (GIS) zur Versuchsplanung und Auswertung, der Globalen Satellitenortung (GPS) bei der Versuchsanlage und Ernte und des Geostatistikwerkzeugs „PiG-Stat“ zur Modellbildung und Ergebnisfindung ermöglicht es erst, diese Art von Versuchen praxisnah und erfolgreich zu gestalten.

Mit PiG können Sie effektiv und vertrauenswürdig neue Erkenntnisse gewinnen, die es Ihnen ermöglichen, Ihre pflanzliche Produktion zu verbessern, wir unterstützen Sie dabei gern.

Fragen Sie uns, wir freuen uns auf Ihre Aufgaben! Unsere Spezialität sind betriebsspezifische Lösungen, wir schätzen Ihre Herausforderungen =;-).

 

Wie kommt es nun, dass wir auch nicht randomisierte Versuche anlegen, obwohl wir wissen, dass dies den Vorgaben der AG „Landwirtschaftliches Versuchswesen“ der Internationalen Biometrischen Gesellschaft, Deutsche Region widerspricht?

  • In der Praxis werden die Versuche auf der Basis unserer Versuchsplanung von den Betrieben oft selbstständig angelegt werden. Wenn in den Prüfgliedern unterschiedliche Betriebsmittel zu unterschiedlichen Zeitpunkten zum Teil zwei bis dreimal in der Saison ausgebracht oder verschiedene Techniken und Technologien eingesetzt werden müssen, wird es schnell unübersichtlich, umso mehr bei einer Randomisierung. Diese „unordentlichen“ Versuche haben nach unserer Erfahrung eine Abbrecherquote von 50 % bis 60 % da die Parzellen, Blöcke und Wiederholungen durcheinandergebracht, damit die Versuche falsch angelegt und somit unbrauchbar werden.
  • Randomisierung innerhalb des Feldes ist wichtig und, wenn praktisch umsetzbar, auch durchzuführen, wie im Leitfaden zu OFE (https://www.biometrische-gesellschaft.de/fileadmin/AG_Daten/Landwirtschaft/PDFs/Leitfaden_OFE-Band_2012.pdf) betont wird. Zu bedenken ist dabei aber, dass sich wichtige Störgrößen häufig sehr unterschiedlich in der Versuchsfläche ausprägen oder zeitlich variabel sind (wie z. B. die Witterung des Versuchsjahres) weshalb man sich nicht der Illusion hingeben sollte, durch eine Randomisierung innerhalb des Feldes eine umfassende Eliminierung von Störgrößen erzielt zu haben.


Links ein nicht randomisierter Versuch, rechts zum Vergleich eine Planung mit randomisierten Prüfgliedern

  • In nicht randomisierten Versuchen ist eine Verzerrung von Ergebnissen vermeidbar, wenn mögliche Störgrößen hinreichend als erklärenden Variablen im Modell abgebildet werden. Daher achten wir darauf, dass relevante Messgrößen, die die Ausgangsbedingungen beschreiben, wie Bodeneigenschaften, Reliefparameter, Nährstoffgehalt oder Bestandsparameter bei der Modellbildung berücksichtigt werden. Diese Störgrößen werden in unseren PiG-Versuchen erfasst und in der Auswertung mittels „PiG-Stat“ verarbeitet.
  • Gerade aufgrund der meist geringen Anzahl an Wiederholungen ist es auch in randomisierten Feldversuchen des OFE möglich, dass Störgrößen wie beispielsweise Bodeneigenschaften sich zwischen den zu vergleichenden Varianten erheblich unterscheiden. Insofern ist eine Randomisierung zwar hilfreich und wünschenswert, wird bei kleineren Wiederholungsanzahlen und mit größeren Parzellen jedoch nicht allein den möglichen Einfluss von Störgrößen auf die Untersuchungsergebnisse eliminieren können.
  • Auch bei randomisierten Feldversuchen dieser Art ist die Beschreibung relevanter Störgrößen durch entsprechende erklärende Variablen daher aus unserer Sicht von größter Bedeutung und unumgänglich.

Die Randomisierung ist ein Punkt, der zwar in der OFE Versuchsanlage gefordert wird, man sollte sie allerdings nicht isoliert betrachten. Es gibt auch in anderen Disziplinen wie Ökologie und Medizin häufig nicht randomisierte Versuche sowie Beobachtungsstudien, die ihre Berechtigung haben, da eine Randomisierung eben nicht immer möglich ist.

Wir sind uns bewusst, dass wir bei der Anlage von nicht randomisierten Versuchen die Vorgaben der AG „Landwirtschaftliches Versuchswesen“ der Internationalen Biometrischen Gesellschaft, Deutsche Region in diesem Punkt nicht einhalten und uns somit nicht auf diese berufen können und wollen, wir finden allerdings den Leitfaden „OFE“ aber so wichtig, sodass wir diesen mit erwähnten.

Aus allen genannten Gründen werden wir weiter, wenn es nicht anders geht, auch nicht randomisierte produktionsintegrierte Großparzellenversuche planen, durchführen und auswerten!

Unsere Kontaktdaten sind:

arnim.grabo@exagt.de
+49 (0) 176 72588814, +49 (0) 34324 269737

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Stand unseres EIP-AGRI Projekts „Entwicklung und praxisnahe Anwendung eines Precision Farming-Systems zur Sicherung flächenhafter Schutzgüter (z. B. archäologische Bodendenkmale) auf ackerbaulich genutzten Flächen“

Das erste Sechstel unseres Projektes ist absolviert und wichtige Zwischenergebnisse sind realisiert. Fragen, wie z.B. die Daten von der Landesarchäologie zu den Schlepperterminals kommen, sind geklärt, das Verfahren zur Datenübertragung und
-verarbeitung sowie auch notwendigen Hardwarekomponenten wurden festgelegt, Softwarekomponenten für die Einzelschritte wurden erstellt. Dies gilt genauso für den Datentransfer von Feldgrenzen, Abstandsauflagen oder auch Lerchenfenstern zu den Terminals.

Bewirtschaftete Flächen und Bodendenkmale
Abb 1: Bewirtschaftete Flächen und Bodendenkmale

Aktuelle Testhardware der persönlichen Wolke

Abb 2: Aktuelle Testhardware der „persönlichen Wolke“ (links ein Raspberry Pi mit Linux sowie WLAN-Flash USB Stick rechts) zur automatisierten Datensynchronisation mit dem Schlepperterminal.

Wie können nun die Geometrien auf den Terminals dargestellt und zur Gerätesteuerung zum Schutz der flächenhaften Schutzgüter genutzt werden? Dabei wird zwischen zwei Schutzzielen unterschieden:

  • Komplettschutz das heißt die betroffene Fläche wird als zusätzliche Feldgrenze definiert, damit ist dort keine Bearbeitung möglich.
  • Flächen mit Tiefen bzw. Mengenbeschränkung das heißt hier wird eine Applikationskarte mit den Tiefen- bzw. Mengenbeschränkungen für das Terminal vorgegeben.

Dazu werden ISOXML-Aufträge mit den Daten der Schutzgebiete in der „persönlichen Wolke“ modifiziert und auf die Terminals transferiert.

FO@PC

Abb 3: Hier links unten die angepassten Feldgrenzen zur Vermeidung der versehentlichen Bearbeitung von total geschützten Flächen, sowie rechts oben eine Applikationskarte zur angepassten Tiefe bzw. eingeschränkte Applikationsmenge auf Flächen mit Tiefen bzw. Mengenbeschränkungen (angezeigt mit FO@PC der WTK-Elektronik GmbH, eine vollständige ISOBUS-Terminal Software für Windows).

QGIS_Python

Abb 4: Der Einsatz des freien Geoinformationssystems QGIS sowie von Python als effiziente Programmiersprache macht dieses Projekt möglich.

Die Laufzeit des Projekts beträgt drei Jahre (2016 – 2018) und wird gefördert vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Das Projekt ist ein Vorhaben nach der Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zur Förderung der Landwirtschaft, der Europäischen Innovationspartnerschaften (EiP AGRI) und des Wissenstransfers einschließlich Demonstrationsvorhaben im Rahmen des Entwicklungsprogramms für den ländlichen Raum im Freistaat Sachsen(Förderrichtlinie Landwirtschaft ,Innovation, Wissenstransfer-RL LiW/2014). Teil: Europäische Innovationspartnerschaft “Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit” (EIP AGRI) vom 15.12.2014.

EIP-AGRI

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DLG-Feldtage und “Digital Farming“/Praxis Spurleitsystem (SLS)

DLG-Feldtage und „Digital Farming“

Die Feldtage 2016 sind jetzt seit zwei Wochen Geschichte, auch der Autor kann eines der typischen Gummistiefelmatschbilder beitragen. Ein Vorschlag für die nächste Schlammschlacht, dem Vorbild des Hardrockfestivals Wacken folgen! Der Schlamm und das Unvermögen überhaupt Wege begehbar zu halten wird zum Kult erklärt (und der Schlamm auf den Feldtagen war gegenüber Wacken eher Kindergeburtstag), Eintrittspreis in Wacken = 170,- € (da ist noch Luft für die DLG), diesen mit den Ausstellern teilen (hält die Kosten im Zaume) und, um die Besucher ruhigzustellen, täglich ein Konzert der örtlichen Feuerwehrkapelle. Ergebnis: Alle sind glücklich =;-).

Links DLG-Feldtage 2016, rechts Wacken 2015

Was fiel thematisch Neues bei den Feldtagen auf? Der Begriff „Digital Farming“ nahm in der Außendarstellung der Industrie einen großen Raum ein. Das die Software- und Pflanzensensorhersteller diesen Begriff verwenden ist klar, Computer und damit zu verarbeitenden digitalen Informationen sind für sie Basis ihrer Arbeit. Was allerdings meinen und wollen Betriebsmittelhersteller (Pflanzenschutzmittel, Düngermittel, Saatgut) damit?
Bayer hat in Deutschland zuerst die Marketingglocke geläutet, sie wollen für Ihre PSM-Kunden einen Mehrwert anbieten, in dem sie spezifische Handlungsempfehlungen für einzelne Teilflächen geben wollen. Andere Betriebsmittelhersteller haben marketingtechnisch nachgezogen.
Das ist ein Trend, der sehr zu begrüßen ist, werden damit hoffentlich PF-Technologien wie der Einsatz von Applikationskarten breiter zum Einsatz kommen.

Wichtig für den Anwender sind folgende Punkte:

  • Es sollte nicht vergessen werden, dass die Pflanzen immer noch in freier Natur und auf dem Acker wachsen und der Landwirt diese und diesen am besten kennt!
  • Es geht um agronomische Prozesse, stimmt die Agronomie, tun wir das Richtige, an der rechten Stelle, zur besten Zeit, mit angebrachten Mitteln?
  • Sind die Vorteile vorhanden und sind diese nachweisbar (z.B. durch „Produktionintegrierte Großparzellenversuche“ PiG)?
  • Stimmt der Inhalt und die Qualität der gelieferten Applikationskarten, sind die Applikationstechnik und das Terminal in der Lage die Karten exakt abzuarbeiten?
  • Gibt es eine Kontrolle in Form eines Plan/Ist-Vergleichs, also eine Aufzeichnung, was wirklich auf dem Feld passiert ist und deren Darstellung?
  • Betreffs Nachweisführung und Kontrolle: Vieles kann, manches sollte und noch weniger muss sein, es kann auch zum Wahnsinn führen, man denke nur an die m² bei dem allseits so geliebten Agrarantrag!

Praxis Spurleitplanung (SLS)

Bei der Anwendung der Spurleitplanung in der Praxis kommt es immer wieder zu neuen Erkenntnissen.
In diesem Jahr war es die praktische Erfahrung, dass die im Betrieb vorhandenen Terminals durch SLS viel intensiver genutzt werden. Voraussetzung war der gleiche Grunddatenbestand auf allen Terminals wie Schlagbezeichnungen/-nummern, eindeutigen Feldgrenzen sowie die geplanten Spuren.
Es wachsen weitere Wünsche, die Bodenbearbeitung z.B. möchte jetzt eigens für sie geplante und optimierte Spuren haben.
Ganz wichtig ist Drillenfahrer, Spritzenfahrer und die Bodenbearbeitung reden fachlich miteinander: „was war an den geplanten Spuren gut, was ist zu ändern, wie können wir die Spuren, das Vorgewende, die Einfahrten und Wendevorgänge noch verbessern?“

Pause beim Maisdrillen 2016, die Spurreißer wurden zur Kontrolle/Sicherheit weiter genutzt =;-)

Wir als EXAgT haben im Laufe des Jahres unsere Vorgehensweise so verbessert, dass wir innerhalb kürzester Zeit Spuren auch „umplanen“ können, wie in dieser Saison mehrfach geschehen.

Wir waren und sind in diesem Jahr noch besser in der Lage, die geplanten Spurdaten auf einen „Zoo“ von verschiedenen Terminals zu bringen, die Investitionen der Betriebe in Terminals werden damit gesichert.

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Datensicherheit in der Cloud – Versuch einer Analogie

Datensicherheit, als IT-Experte und Computermensch einem „normalen“ Mitbürger begreiflich zu machen, ist nicht immer einfach. Nachdem ich einen Artikel „Sichere Daten bei Apps und in der Cloud“ im Agrarmanager Mai 2016 zu diesem Thema veröffentlichen durfte, hier dazu ergänzend ein Versuch, die Sachverhalte mithilfe einer Analogie darzustellen:

Eine Cloudlösung kann gut mit einem gemieteten Büro in einem Bürohochhaus verglichen werden. Der/die Anbieter bieten viele gleiche zweckmäßige ausgestattete schöne Büros für einen guten Preis an. Büros und Büroausstattung werden in bestimmten Abständen renoviert und ausgetauscht, es wird regelmäßig eine Sicherheitskopie Ihres Büros inklusive des aktuellen Inhalts gemacht und im Schadensfall lässt sich das Büro samt Inhalt einfach wiederherstellen.
cloudDamit Sie und ihre Daten in ihr Büro kommen, müssen Sie immer einen großen öffentlichen, zum Teil rechtsfreien Platz (das Internet) überqueren. Auf diesem Platz lauern auch zwielichtige Gestalten. Diese haben es auf Ihre Büroschlüssel/Büroausweise und Ihre Daten abgesehen, um diese zu Geld zu machen. Um sich vor solchen Gestalten zu schützen, braucht das Bürogebäude gute Zugangskontrollen, nach Möglichkeit mit mehr als „Wer da?“ und „Parole!“), also nur Nutzername und Passwort. Besser wäre da noch ein persönlicher Schlüssel/Ausweis, der die Tür zu ihrem Büro öffnet (wie z. B. die bekannte Multifaktor-Authentifizierung beim Homebanking: TAN-Generator mit Geldkarte oder dem elektronischen Personalausweis).

schloss-datensicherheit

Weiterhin sollte der Informationsaustausch (Datenverkehr) nur geschützt ablaufen (das Postgeheimnis z. B. war ein hohes Gut und das öffnen fremder Briefe ein schweres Vergehen) über eine Verschlüsselung laufen (im Netz erkenntlich an: https://), sodass Informationen, Daten und Zugangswege auf dem großen öffentlichen Platz nicht beobachtet, mitgelesen und ausspioniert werden können.

Wie sieht nun die Sicherheit in ihrem gemieteten Büro aus? In den allermeisten Fällen gibt es neben ihrem Schlüssel noch einen Generalschlüssel für Ihr Büro inklusive aller Schränke und Schubladen und diesen besitzt ihr Vermieter. Eine Klausel in ihrem Mietvertrag wie „ihre Daten werden anonym ausgewertet und genutzt“ bedeutet, dass der Bürovermieter regelmäßig mithilfe des Generalschlüssels alle Büros „besucht“ und z. B. den Bargeldbestand in allen Büros seines Hauses erfasst. Er hat also uneingeschränkten Zugang zu allen Informationen in Ihrem Büro, wie zu allen anderen Büros auch und nutzt diesen für sich aktiv, nach außen darf er dies dann allerdings nur eingeschränkt und anonym tun, oft deklariert „zu Marketingzwecken*“, ein weites Feld (siehe unten).

Das Wissen über die Existenz dieses Generalschlüssels weckt natürlich Begehrlichkeiten. Ob es Behörden, Finanzämter oder Geheimdienste sind, die ihren Vermieter zwingen können diesen Schlüssel herauszugeben oder aber auch unloyale Mitarbeiter, die Zugang zum Schlüsselbrett haben, hier klafft doch eine Lücke im Sicherheitssystem.
Lösen lässt sich das Problem nur, in dem es keine Generalschlüssel mehr gibt. Der Bürovermieter und seine Angestellten werden nicht in Versuchung geführt bzw. können nicht gezwungen werden ihre Daten herauszugeben. Nachteil: der Mieter darf seinen Schlüssel nicht verlieren sonst ist sein Büro versiegelt und alle Inhalte und Daten sind futsch.

Link Artikel Agrarmanager

*Wikipedia: Der Begriff Marketing oder (deutsch) Absatzwirtschaft bezeichnet zum einen den Unternehmensbereich, dessen Aufgabe (Funktion) es ist, Produkte und Dienstleistungen zu vermarkten (zum Verkauf anbieten in einer Weise, dass Käufer dieses Angebot als wünschenswert wahrnehmen); zum anderen beschreibt dieser Begriff ein Konzept der ganzheitlichen, marktorientierten Unternehmensführung zur Befriedigung der Bedürfnisse und Erwartungen von Kunden und anderen Interessengruppen (Stakeholder=Teilhaber, Besitzer des Unternehmens)

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DGPS mit RTK Korrektur – aktuell das genaueste GPS für landwirtschaftliche Vermessungsaufgaben

In unserem März- Newsletter haben wir die Anforderungen an GPS-Empfänger für den neuen GIS-Antrag zusammengefasst und sind dabei hauptsächlich auf DGPS-Systeme eingegangen. In diesem Newsletter wollen wir näher auf RTK Systeme eingehen. Vorher müssen wir allerdings einige Begriffe erklären.

Zweifrequenzempfänger

Als Zweifrequenzempfänger (L1, L2) werden spezielle Empfänger für GNSS-Satellitensysteme (GPS, GLONASS, Galileo) bezeichnet, welche die von den Navigationssatelliten eintreffenden Funksignale auf zwei Frequenzen auswerten können. Da die Signalverzögerung auf dem Weg zur Erde abhängig von der Frequenz ist, kann man diese durch die Nutzung beider Frequenzen herausrechnen. Daher ist gegenüber einem Einfrequenzempfänger (L1) auch ohne Korrektursignal bereits eine höhere Genauigkeit möglich, man hat schneller eine genaue Position. Nachteil sind die wesentlich höheren Kosten dieser Systeme.
In der Praxis werden in RTK Systemen meistens Zweifrequenzempfänger eingesetzt, allerdings sind sie für RTK Systeme nicht zwingende Voraussetzung.

Je kürzer die Wellenlängen ein umso feineres Messinstrument sind sie

Basis für alle GPS- Verfahren ist die Bestimmung der Entfernung zwischen dem Empfänger und dem jeweiligen Satelliten. Bei RTK Systemen wird als Basis die Trägerphase des Satellitensignals genutzt, die L1 Trägerwelle hat eine Wellenlänge von 19,4 cm. Dadurch wird die prinzipiell mögliche Genauigkeit der Entfernungsbestimmung im Gegensatz zu den sonst zur Entfernungsmessung genutzten aufmodulierten Codes mit einer Wellenlänge von 293.05 m (C/A Code) oder 29.30 m (P-Code) wesentlich größer.

Korrektur der Uhrabweichungen

Der Großteil des GPS-Fehlers hat seine Ursache in der Unvollkommenheit der Empfänger- und Satellitenuhren. Diesen Fehler kann man mit der Technik des sogenannten „Double Differencing“ ausgleichen. Wenn zwei GPS-Empfänger zwei Satelliten anmessen, fällt bei der Bildung der Doppeldifferenzen der Versatz der Empfängeruhren und der Satellitenuhren aus der Rechnung heraus.

Entfernungsmessung zum Satelliten

Nachdem die Uhrenfehler aus der Rechnung herausgefallen sind, kann die ganze Anzahl der Trägerwellenlängen plus dem Bruchteil einer Wellenlänge zwischen dem Satelliten und der Empfängerantenne bestimmt werden. Während der Bruchteil der Wellenlänge genau bestimmbar ist (Phasenreststück), gibt es eine große Anzahl möglicher ganzer Wellenlängen zu jedem beobachteten Satelliten (sogenannte Phasenmehrdeutigkeiten).

Auflösung der Phasenmehrdeutigkeiten

Prinzipiell kann man sich die Auflösung der Mehrdeutigkeiten folgendermaßen vorstellen:

Die zu bestimmende Position liegt im Kreis auf den Wellenfronten (rote Linien).

Wenn ein zweiter Satellit beobachtet wird, muss die zu bestimmende Position auf den Kreuzungspunkten der beiden Wellenfronten liegen.

Die Beobachtung eines dritten Satelliten grenzt die Zahl der möglichen Positionen weiter ein,

Phasenmehrdeutigkeiten_4

durch einen vierten Satelliten verringert sich die Anzahl der möglichen Positionen (Anzahl Kreuzungspunkte) noch mal.

Bei einer Änderung der Satellitenkonstellation zeigt sich die Tendenz zu einer Rotation um dann nur noch einen Punkt und damit die wahrscheinlichste Lösung der Mehrdeutigkeiten.

Prinzipiell können je nach Empfangsbedingungen zum einen diese Phasenmehrdeutigkeiten geschätzt aber nicht bestimmt werden (float-Lösung) oder aber festgesetzt werden (fixed-Lösung).

Abbildungen Phasenmehrdeutigkeiten aus:
Einführung in die GPS Vermessung (Global Positioning System), Leica GPS Basics, Version 1.0

RTK System – Basisstationen und „Rover“

RTK (Real Time Kinematik) ist eine cm-genaue Echtzeitpositionierung auf der Grundlage dieser Phasendaten mit gelösten Mehrdeutigkeiten .
Die Referenzstation (Basisstation) ist mit einer Verbindung Funk/Internet versehen und sendet die Daten, die sie von den Satelliten empfängt. Der Rover ist ebenfalls mit einer Verbindung Funk/Internet ausgestattet und empfängt das von der Referenzstation bereitgestellte Signal. Des Weiteren empfängt der Rover Satellitendaten direkt von den Satelliten über seine eigene GPS-Antenne. Diese beiden Datensätze können im Rover-Empfänger weiterverarbeitet werden, um die Phasenmehrdeutigkeiten zu lösen und so eine hochgenaue Position in Bezug zum Referenzempfänger zu erhalten.
Sobald der Rover-Empfänger aktiviert ist und Satelliten empfängt sowie Daten von der Referenzstation erhält, kann er den Initialisierungsprozess beginnen. Mit Abschluss der Initialisierung sind die Phasenmehrdeutigkeiten gelöst und die Basislinie (Raumvektor) zwischen der eingemessenen Referenzstation und dem Rover kann permanent berechnet werden. Somit hat der Rover genaue Informationen über seine Position und kann hochgenaue Punktdaten und Koordinaten aufzeichnen.
Die Bestimmung der Phasenmehrdeutigkeiten wird „On-The-Fly“ fortgesetzt, wichtig dafür ist die permanente Verbindung per Funk/Internet zwischen Referenz und Rover.

RTK Referenzstation (Basisstation)

RTK funktioniert nur in einem eng begrenzten Gebiet um eine Referenzstation herum. Die maximal überwindbare Entfernung zwischen Referenzstation und Nutzer beträgt – insbesondere in Abhängigkeit des auf Relativbeobachtungen wirkenden Einflusses der Ionosphäre – zwischen 5 und 20 km. Bei größeren Entfernungen ist keine zuverlässige Mehrdeutigkeitslösung mehr zu erzielen und somit keine cm genaue Echtzeitpositionierung mehr durchführbar.

Alternative Netz-RTK (z.B. SAPOS HEPS)

Die präzise Positionierung wird bei Netz-RTK nicht nur in Bezug auf eine einzelne Referenzstation durchgeführt, sondern in Bezug auf ein Netz umliegender Referenzstationen. Ein solches Netz stellen bundesweit z.B. die Landesvermessungsämter mit dem System SAPOS HEPS (Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung Hochpräziser Echtzeit Positionierungs-Service) zur Verfügung.
Die Begrenzung von RTK auf den Nahbereich um die Referenzstation wird durch die bei der relativen Positionierung entfernungsabhängig wirkenden Einflüsse der ionosphärischen und troposphärischen Störungen und der Einflüsse von Orbitfehlern verursacht. Gelingt es, diese relativen Einflüsse in Korrekturmodellen zu erfassen, kann die Reichweite der RTK-Positionierung deutlich vergrößert werden. Die Korrekturwerte sollten eine Genauigkeit von 1 cm und besser aufweisen. Sie können nur aus mehrdeutigkeitsfestgesetzten Phasenbeobachtungen hergeleitet werden. Voraussetzung für präzise Korrekturwerte ist somit die (vollständige) Mehrdeutigkeitsfestsetzung im Netz der Referenzstationen.
Die Korrekturmodelle sind so aufgebaut, dass sie die entfernungsabhängig wirkenden Einflüsse innerhalb des Netzes der Referenzstationen interpolieren. Mit ihrer Hilfe können Korrektionen für beliebige Basislinienvektoren im Gebiet des Referenzstationsnetzes erzeugt werden. Typische Anwendung ist die Berechnung von Korrektionen für die Basislinie zwischen einer gewählten Masterreferenzstation und der (Näherungs-) Position des Nutzers. Bringt man diese Korrektionen an die Beobachtungen der Master-Referenzstation an, so erhält man die Beobachtungen einer Virtuellen Referenzstation (VRS), die der Nutzer dann für die Durchführung seiner präzisen relativen Positionierung verwenden kann.

Trends GPS und Neuigkeiten im Webshop (www.exagt-shop.de)

Ab sofort haben ist in unserem Webshop (www.exagt-shop.de) eine Vermessungslösung mit RTK Genauigkeit auf der Basis SAPOS- HEPS verfügbar.. Sie basiert zum einen auf bewährte Komponenten (Toughpad FZ-M1, NAVIKAT Vermessung) mit einem RTK fähigen GNSS-Empfänger und einer hochwertigen GPS Antenne.

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Anforderungen an GPS Systeme zur Eigenvermessung von Schlägen für den neuen GIS-Antrag

Der GIS-Antrag erfordert eine lagegenaue Abbildung Ihrer Schläge, Landschaftselemente und Korrekturpunkte. Mit der Digitalisierung am Bildschirm, noch dazu mit der vorgegebenen Quadratmetergenauigkeit (4 Kommastellen!) ist man da schnell überfordert. Um sich ein Abbild der tatsächlichen Flächenverhältnisse draußen auf dem Acker zu verschaffen, führt kein Weg an einer genauen GPS-Vermessung in entsprechender Qualität vorbei. Liegen die Vermessungsdaten dann als Shape-Datei in ETRS89 mit zugehöriger UTM-Zone vor, können diese direkt im Antragsprogramm (Teil AgroView) eingelesen werden, als sichtbare Ebene zum Vergleichen, oder auch gleich direkt als zu beantragende Schläge. Worauf Sie achten sollten, beschreibt unser folgender Newsletter März 2016.

Anforderungen an den GPS-Empfänger

In der letzten Zeit erreichten uns viele Anfragen zum Thema Anforderungen an GPS Systeme für den GIS-Antrag. Beim Studium der Dokumente der Landesanstalten/-ämtern kristallisieren sich folgende wiederkehrende Anforderungen heraus:

  • mindestens 12 Kanal Empfänger
  • Systemgenauigkeit <= 1 m
  • Korrekturverfahren Differential GPS (DGPS) oder RTK
  • Qualitätsparameter für GPS-Messungen:
    – Satellitenzahl >= 4
    – PDOP (Positionsgenauigkeit 3D) <= 8

Aktuelle Empfänger können wesentlich mehr als 12 Kanäle empfangen, z.B. Produkte auf der Basis des weitverbreiteten Chips U-Blox Neo-7 haben 56 Kanäle. Bei älteren Empfängern hilft es den Verkäufer zu fragen, oder eine Suchmaschine zu bemühen.

Die Systemgenauigkeit von GPS- Systemen bei guten Bedingungen ohne die Nutzung von Korrektursignalen liegt zwischen 5 m und 20 m. Um in den Genauigkeitsbereich <= 1 m zu kommen, benötigt man GPS Korrekturverfahren von denen in der Praxis folgende in Gebrauch sind:

1. DGPS

Mithilfe eines Netzes von Referenzstationen werden die Signalverzögerungen der GPS-Signale auf dem Weg zur Erde gemessen und für das vom System abgedeckte Gebiet interpoliert. Aus diesen Informationen werden Korrekturdaten für die Pseudostrecke zu allen sichtbaren Satelliten berechnet und in einem standardisierten Format dem Nutzer in Echtzeit zur Verfügung gestellt. Bei der Nutzung qualitativ hochwertiger DGPS-Empfänger beträgt die Systemgenauigkeit über die verschiedenen Systeme hinweg <= 1m. Unterschiede gibt es hingegen in der Bereitstellung der Korrektursignale, diese können via Satellit, Funk (Mittelwelle) oder via Internet bereitgestellt werden. Im folgenden gehe ich auf die verschieden DGPS-Systeme ein.

1.1 EGNOS  

Der Vorteil vom DGPS mit SBAS („Satellite Based Augmentation System“, deutsch satellitenbasierte Ergänzungssysteme) besteht darin, dass über geostationäre Satelliten die kostenlosen EGNOS-Korrekturdaten genutzt werden. Es ist kein zusätzlicher Korrekturdatenempfänger notwendig. Somit ist diese Variante die günstigste.
Der Nachteil des Verfahrens besteht darin, das für den Empfang des Korrektursignals freie Sicht nach Süden benötigt wird und das die entsprechenden geostationären Satelliten (ähnlich den Satelliten für den Fernsehempfang) in unserer Region relativ tief über dem Horizont stehen. In der Praxis ist somit dieses Korrektursignal wegen Abschattung (z.B. durch das Relief oder Wald) nicht immer verfügbar.

1.2 SAPOS EPS  

Der Vorteil von SAPOS EPS, als offizielle Korrekturdaten der Landesvermessung, besteht darin, dass das Korrektursignal über eine Internetverbindung (Handy als WLAN Hotspot oder integriertes LTE- Modem) zur Verfügung gestellt wird. Somit benötigt man weder eine Sichtverbindung zu einem bestimmten Satellit, noch einen zusätzlichen Beacon-Empfänger mit großer Antenne. Über Ntrip werden Korrekturen für GPS und GLONASS gesendet.
Der Nachteil des Verfahrens besteht darin, das zum einen die Nutzung des SAPOS-EPS Signals nicht kostenlos ist (in Sachsen 150,- € pro Jahr) und bei fehlender Mobilabdeckung (obwohl der LTE Ausbau sehr fortgeschritten ist) dieses Verfahren nicht nutzbar ist. Allerdings schalten die bekannten Empfänger in diesem Fall auf EGNOS-Korrekturdaten um.
Alternativ zu SAPOS EPS gibt es noch andere Anbieter von kostenpflichtigen Korrektursignalen.

1.3 BEACON/Küstenfunk

Der Vorteil vom BEACON/Küstenfunk besteht darin, dass das Korrektursignal über Mittelwelle gesendet wird und somit keine Sichtverbindung zu einem bestimmten Satelliten bestehen muss. Es muss auch keine Internetverbindung wie bei SAPOS EPS vorhanden sein. Die deutschen Binnensender (Koblenz, Iffezheim, Bad Abbach und Mauken) senden auch Korrekturdaten für GLONASS.
Der Nachteil des Verfahrens besteht darin, dass zum Einsatz des Verfahrens extra ein Mittelwellenempfänger mit Antenne (intern oder extern) benötigt wird, dies erhöht die Anschaffungskosten, das Gewicht und den Stromverbrauch des GPS Systems.

2 RTK

Der hohen Genauigkeit von 2 cm stehen die hohen Kosten der Zweifrequenz RTK- Systeme in der Anschaffung und dem Betrieb (Kosten der RTK Basisstation bzw. jährliche Kosten für das Referenzsignal) entgegen. Preiswerte Einfrequenzempfänger kommen langsam auf den Markt und für Vermessungszwecke steht das RTK-Referenzsignal SAPOS HEPS der jeweiligen Landesvermessungsämter zur Verfügung. Allerdings ist ein RTK-System für die Eigenvermessung im Rahmen des GIS-Antrags (wo es eher auf stimmige Flächengrößen ankommt) überdimensioniert, ein gutes DGPS System ist völlig ausreichend.

Qualitätsparameter für GPS-Messungen

Prinzipiell

Egal welches Korrekturverfahren eingesetzt wird, Grundlage ist immer eine möglichst genaue GPS Messung. Ist dies nicht der Fall kann auch kein so genaues Korrekturverfahren dieses Manko ausgleichen! Als Information für den Nutzerdienen die aktuell empfangene Satellitenzahl sowie die DOP-Werte (Dilution of Precision -> Verringerung der Genauigkeit) die auf die räumliche Verteilung der empfangenen Satelliten hinweist.

Anzahl der Satelliten

Um eine dreidimensionale Position (Länge, Breite, Höhe) bestimmen zu können, ist der Empfang von minimal vier Satelliten notwendig. Mehr Satelliten verbessern die Genauigkeit.

Satellitenverteilung

Ideal ist, wenn mindestens vier Satelliten sichtbar sind, die in den vier Himmelsrichtungen möglichst weit auseinanderstehen, aber dennoch mindesten 10° über dem Horizont. Die Winkel der Verbindungslinien zwischen dem zu vermessenden Punkt und den Positionen der Satelliten müssen möglichst groß sein. Sind die Winkel zu klein, ist eine exakte Positionsbestimmung nicht möglich. Sichtbar heißt hier nicht sehen im eigentlichen Sinn, das klappt nicht mal nachts, bei einer Entfernung von ca. 25000 km sind die GPS- Satelliten zu klein (600-1500 kg), im Gegensatz z.B. zur ISS, die in klaren Nächten und entsprechender Konstellation sehr gut zu sehen ist (nur 400 km weit weg und 455 t „groß“). Sichtbar heißt eben hier 10° über dem Horizont stehen.

Links großer Winkel zwischen den Satelliten => guter DOP Wert
rechts kleiner Winkel => schlechter DOP Wert

Anforderungen an die Vermessungslösung bezüglich der Referenzsysteme WGS84 und ETRS89

WGS84 bezeichnet ein weltweites geodätisches Referenzsystem, auf dessen Grundlage Positionen auf der Erde und im erdnahen Raum bestimmt werden, alle GPS Empfänger nutzen dieses System. ETRS89 wiederum ist das offizielle geodätische Referenzsystem in Europa, d.h. beim Datenaustausch mit Behörden wie z.B. beim GIS-Antrag muss zwingend dieses Koordinatensystem angewandt werden. Daraus folgt, dass die genutzte Vermessungslösung die Umwandlung zwischen beiden Referenzsystemen fehlerfrei beherrschen sollte.

Fazit

Die Anforderungen der Landesanstalten/-ämter an die in der Eigenvermessung eingesetzten GPS Systeme ist auf so einem hohen Niveau, das alte über Jahre eingesetzte Technik, diese Anforderungen nicht immer erfüllen. Vor allem, wenn man gegenüber den Ämtern belastbare Vermessungsargumente in der Hand halten möchte, empfiehlt sich der Einsatz eines DGPS Systems mit den offiziellen Korrekturdaten der Landesvermessung.

Vermessungslösungen, die den Korrekturdienst EPS (DGPS) nutzen können und die Daten im erforderlichen Format (in Sachsen das Lagereferenzsystem ETRS89_UTM33) ausgeben, finden Sie in unserem Webshop (www.exagt-shop.de). Die HEPS Variante (RTK) befindet sich in der Testphase, bei Verfügbarkeit werden wir Sie informieren. Den Kunden, die bei uns bereits eine Vermessungslösung gekauft haben, bieten wir Updatemöglichkeiten an.

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Über die Umstellung auf den GIS- Antrag

Wie Thüringen 2015 wird Sachsen und Sachsen Anhalt 2016 den sogenannten GIS-Antrag (Geospatial Aid Application – GSAA) einführen.

GIS-Antrag bedeutet, dass die Schläge lage- und größengenau erfasst werden müssen. Damit ist es nicht mehr möglich (digitale) Flächenskizzen mit Abweichungen der Bruttoschlagfläche von bis zu maximal 10 % von der GIS-Fläche abzugeben, die abgegebenen Schlagumrisse sind jetzt verbindlich.

Vermessungslösung der EXAgT GbR mit SAPOS- Korrektur (www.exagt-shop.de)

Eine Änderung der Bruttoschlagfläche ist nur noch über die Anpassung der Geometrie möglich. Überlappungen mit Nachbarschaftsflächen sind nicht mehr zulässig und sollten zwischen den beteiligten Bewirtschaftern bereits während der Phase der Antragstellung geklärt werden! Natürlich ist auch eine Überlappung mit den Feldblöcken nicht erlaubt, berechtigte Fehler können aber über die Korrekturpunkte gemeldet werden, es erfolgt eine Überprüfung und gegebenenfalls eine spätere Berichtigung.

Wenn Verwaltungs- oder Vor-Ort-Kontrollen der Schläge abweichende Messergebnisse ergeben sind immer die Ergebnisse maßgeblich, die im Rahmen von Kontrollen durch die Verwaltung festgestellt werden.

Aus den Erfahrungen der Antragsteller in Thüringen im letzten Jahr kann man nur raten, die Vermessung der Schläge sorgfältig vorzunehmen und die Vermessungsergebnisse in die Antragssoftware einzuspielen.

Wie ist es nun möglich, zumindest technisch „Waffengleichheit“ mit den kontrollierenden Behörden herzustellen und auf gleichem Genauigkeitsniveau zu messen?

Die beste Möglichkeit ergibt sich aus der Nutzung von Korrekturdiensten der Landesvermessung, welche auch die kontrollierenden Behörden wie z.B. in Thüringen nutzen. Der Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesvermessung (SAPOS) als Gemeinschaftsprojekt der Arbeitsgemeinschaft der Vermessungsverwaltungen der Länder der Bundesrepublik Deutschland (AdV) stellt Korrekturdaten zur Verfügung, mit denen in Deutschland eine genauere Positionsbestimmung mittels Satelliten möglich ist. Dieser Dienst ist kostenpflichtig und wird von den jeweiligen Landesvermessungsämtern via Internet zur Verfügung gestellt. Für Echtzeit Anwendungen während der GPS-Vermessung werden zwei unterschiedliche Dienste zur Verfügung gestellt:

In Sachsen kostet der Dienst EPS 150,- € / Jahr Gebühr, HEPS kostet 0,10 € / Minute bei einer einmaligen Gebühr von 45,- € bei Anmeldung zur Nutzung des Dienstes. Die Konditionen in anderen Bundesländern erfahren Sie auf den jeweiligen Webseiten der Landesvermessungsämter.

Vermessungslösungen, die den Korrekturdienst EPS (DGPS) nutzen können und die Daten im erforderlichen Format (in Sachsen das Lagereferenzsystem ETRS89_UTM33) ausgeben, finden Sie in unserem Webshop (www.exagt-shop.de). Die HEPS Variante (RTK) befindet sich in der Testphase, bei Verfügbarkeit werden wir Sie informieren. Den Kunden, die bei uns bereits eine Vermessungslösung gekauft haben, bieten wir Updatemöglichkeiten an.

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Unser EIP Agri Projekt: Entwicklung und praxisnahe Anwendung eines Precision Farming-Systems zur Sicherung flächenhafter Schutzgüter (z. B. archäologische Bodendenkmale) auf ackerbaulich genutzten Flächen

Ziel des Projektes ist es, Landwirten die Acker- und Pflanzenbau betreiben, praktikable, in die Betriebsabläufe leicht integrierbare und wirtschaftlich weitgehend neutrale Verfahren und Techniken zur Sicherung dieser flächenhaften Schutzgüter in die Hand zu geben. Ein Schwerpunkt ist es, im Bereich der Bodenbearbeitung für die flächenhaften Schutzgüter eine automatisierte Begrenzung der Bearbeitungstiefen bzw. Aussparung besonders sensibler Areale zu entwickeln und dies praktisch über mehrere Jahre zu erproben und in landwirtschaftlichen Betrieben einzuführen.Archäologie_und_Landwirtschaft(Abbildung aus der Wanderausstellung „Sachsens Geschichte unterm Acker – Landwirte schützen Denkmäler“ – Landesamt für Archäologie Sachsen und Sächsisches Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie)

Weiterhin kann dieses Verfahren neben der Bodenbearbeitung auch für die Themen Saat, Düngung und den Pflanzenschutz genutzt werden. Hierbei geht es um eine grenzgenaue automatisierte Mengenbegrenzung der ausgebrachten Betriebsmittel, hinunter bis zur Nullmenge, auf den entsprechenden Teilflächen und Arealen (Sperrflächen bzw. Einschränkungen aufgrund von Abstandsregelungen und Einsatzvorschriften im Pflanzenschutz und in der Düngung oder flächenbezogene Vorgaben aus dem Bereich Umwelt- und Klimaschutz).
Lerchenstreifen_2Lerchenfenster Lehr- und Versuchsgut Köllitsch (Foto: Matthias Löwig)

Basis für die Datenhaltung wird eine „persönliche Wolke“ auf einem Computer im landwirtschaftlichen Betrieb sein. Diese holt sich die relevanten aktuellen Geometriedaten automatisch z. B. vom jeweiligen Landesamt für Archäologie und bereitet Sie intern auf. Somit gibt es eine „Stelle“ im landwirtschaftlichen Unternehmen, wo die Sperrflächen gespeichert, abgerufen und synchronisiert, aber auch aktualisiert werden. Dadurch wird es möglich, dass alle über, auf und im Boden arbeitenden Nutzer die Einschränkungen automatisch, flächenscharf und nachvollziehbar umsetzen können. Dies wird realisiert, indem auf jedem Schlepper- bzw. Geräteterminal automatisch die aktuellen Geometrien der flächenhaften Schutzgüter/Lerchenstreifen/Sperrflächen usw. nutzbar zur Verfügung stehen. Natürlich wird es auch möglich sein, linien- und punkthafte Strukturen (Leitspuren, Fahrmuster, Feldgrenzen, Feldeinfahrten, Landschaftselemente, Masten, …) einzubeziehen.

Die Laufzeit des Projekts beträgt drei Jahre (2016 – 2018) und wird gefördert vom Sächsischen Landesamt für Umwelt, Landwirtschaft und Geologie. Das Projekt ist ein Vorhaben nach der Richtlinie des Sächsischen Staatsministeriums für Umwelt und Landwirtschaft zur Förderung der Landwirtschaft, der Europäischen Innovationspartnerschaften (EiP AGRI) und des Wissenstransfers einschließlich Demonstrationsvorhaben im Rahmen des Entwicklungsprogramms für den ländlichen Raum im Freistaat Sachsen(Förderrichtlinie Landwirtschaft ,Innovation, Wissenstransfer-RL LiW/2014). Teil: Europäische Innovationspartnerschaft „Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit“ (EIP AGRI) vom 15.12.2014.

Unsere Kontaktdaten sind:

arnim.grabo@exagt.de
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Die erste Versuchskooperation ist gestartet / In eigener Sache / Zum Jahreswechsel


Die erste Versuchskooperation ist gestartet.

Im Dezember hat die erste IG zur Förderung und Nutzung des modernen Großparzellenversuchswesens im Südraum von Leipzig ihre Arbeit aufgenommen. Mit zwei Betrieben sind wir gestartet, suchen, sortieren und wählen interessierende Versuchsthemen aus, von denen wir jährlich eines praktisch bearbeiten werden. Wir sind gespannt auf die gewählten Themen, die neuen Erkenntnisse und freuen uns auf diese Zusammenarbeit. Weitere Interessierte sind natürlich herzlich willkommen!

In eigener Sache

Unter unser neues Firmenschild durften wir zum Jahreswechsel nun das Schild „Pilotprojekte im Rahmen des EIP-AGRI“ befestigen. EIP-AGRI steht dabei für Europäische Innovationspartnerschaft „Landwirtschaftliche Produktivität und Nachhaltigkeit“.

Forsthaus_mit Schild

Ab Beginn 2016 wird EIP-Agri in Sachsen zur Förderung innovativer Projekte der Land-, Forst- und Ernährungswirtschaft genutzt und wir sind dabei! In nächster Zeit werden wir Genaueres zu diesem Projekt berichten.

Zum Jahreswechsel

Das Jahr 2015 ist (fast) Geschichte, ein Anlass uns bei unseren Kunden für ihr Vertrauen zu bedanken! Von der Pflanzenbauberatung und den Softwareentwicklungsprojekten über die Precision Farming Gesamtbetriebsberatung, der Spurleitplanung (SLS) und den produktionsintegrierten Großparzellenversuchen (PiG) gab und gibt es eine Menge Arbeit für uns und mit unseren Kunden zusammen. Und wie in der agritechnica Ausgabe der Profi sehr schön beschrieben wurde macht es wirklich Freude in einer Branche zu arbeiten, in der ein ehrlicher, offener und vertrauensvoller Umgang miteinander Standard ist. Wir werden in diesem Sinne versuchen weiter unser Bestes zu geben!

Ein schönes, glückliches, gesundes und erfolgreiches Jahr 2016!

 

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Die AGRITECHNICA 2015 oder Precision Farming: Bauernschlau 4.0

Zum Titel: Immer in einem AGRITECHNICA Jahr berichtet die Nichtlandwirtschaftspresse verstärkt über neue Entwicklungen in unserer Branche und erfindet jedes Mal sehr „originelle“ Überschriften. Mein Schlagzeilenfavorit 2015 war „Precision Farming: Bauernschlau 4.0“!

Was ist uns auf der AGRITECHNICA im Bereich präziser Agronomie aufgefallen:

Drohnen, Drohnen, Drohnen

Nicht die aus dem Bienenstock oder die aus dem Krieg zum Erkunden und Töten, sondern solche, die mehr oder weniger automatisch über Felder und Wiesen fliegen und uns mit Bildern, Karten und anderen Informationen aus der Luft versorgen können.
Viele Aussteller hatten sich dieses (Mode)Themas angenommen, vom Smartphone am handgesteuertem Minihubschrauber bis zur vollautomatischen Version in Form eines kleinen Nurflüglers. Dabei reichen die Flugzeiten von 10 bis 45 min im Elektrobetrieb (Verbrennungsmotoren habe ich nicht gesehen) und die Flächenleistung je Flug von Aufsteigen und gucken (~100m²) bis max. 100ha.
Für mich als „Spielematz“ war es interessant zu sehen, wie die Flächenleistungen steigen und die Automatisierung der Flüge (Start, Flugroute, Höhe und Landeplatz) immer besser werden. Ebenso kommt die Windverträglichkeit in Bereiche (z.B. Nurflügler „Agridrone“ oder „eBee Ag“ bis 45 km/h), wo man sagen kann, selbst bei einem „Lüftchen“ wird mein Gerät nicht über alle Berge getragen. Es wird also langsam interessant, wenn es um die flugtechnische Basis geht.
Spannend für mich als Agronom war dann das Angebot an vielen Kamerasensoren die vom Normalbild (RGB) über Nahinfrarot (NIR) und Red edge (RE, Wellenlänge von ca. 680 bis 730 nm) bis zur Thermokartierung reichen. Das Sahnestück war dann ein kleiner, passiver 4 Kanal Multispektralsensor mit Beleuchtungsabgleich (ca. 150g), der dann schon qualifizierte Aussagen zu Blattflächenindex, Biomasse, N-Status, Stresszonen usw. zulassen sollte, wenn er das kann, was versprochen wurde. So kommen wir meinem Traum vom zukünftigen Pflanzenbau wieder ein kleines Stück näher: am Montag-, Mittwoch- und Freitagfrüh drückt der Agronom im Betrieb den Knopf „Drohnen los“ in seinem Pflanzenbauprogramm (PBP) und 2, 3 oder 4 Drohnen machen sich auf den Weg, fliegen automatisch alle Flächen ab und sammeln Daten dazu schicken 2, 3 oder 4 stationäre Feldstationen aktuelle Wetter- und Bodendaten, das Entwicklungsstadium des Bestandes, Blattfeuchte, Nahaufnahme usw. und das PBP gibt „Bescheid“ über den aktuellen Stand, liefert was, wann, in welchen Mengen und Intensitäten zu erledigen ist, berechnet Prognosen, Applikationskarten, Empfehlungen usw.

Probleme mit den Drohnen bleiben:
• Leistungsverbesserung und Preisreduzierung sind nötig
• Flugrecht in Deutschland (es gibt deutliche Einschränkungen für Drohnen und es soll sogar ein (Führer-) Flugschein dafür eingeführt werden)
• Vollautomatisches Fliegen ohne Sichtkontakt zumal höher als 100m ist auch zukünftig in Frage gestellt
• Noch ist viel zu viel Aufwand in der Betreuung und dem Datenmanagement notwendig
• Agronomisch qualifizierte Wertung der ermittelten Werte und Karten sind unumgänglich und bisher nicht ausreichend vorhanden
• Es fehlt auch das agronomisch fundierte Pflanzenbauprogramm

Mein Interesse jedenfalls wird größer und es „juckt mir schon in den Fingern“ eigene agronomische Erfahrungen zu sammeln oder auch die Drohnen im Rahmen von PiG zu nutzen (gern mit Betrieben gemeinsam).

Offene Cloudanwendungen überall (aber untereinander verstehen tun Sie sich trotzdem nicht).

Der Trend zu Cloudanwendungen ist ungebrochen, die Halle 15 war voll davon. Die meisten Anwendungen werben damit offen für andere Cloudanwendungen zu seien. Wenn man allerdings sich die Anwendungen näher betrachtet, sieht man das es mit der Offenheit doch nicht so weit ist. Alle Systeme helfen bei der Aufgabe Daten in das System einzupflegen, ein vollständiger Export der Daten in ein anderes System wird nicht unterstützt. Sobald man in einem System seine Daten eingegeben hat ist es nur schwierig möglich, diese in ein anderes System zu überführen. Bei Desktopanwendungen gibt es noch Möglichkeiten auf die Datenbankdateien direkt zuzugreifen, dies ist in der Cloud nicht möglich. Man ist gefangen in einem mehr oder weniger goldenen Käfig. Auch wenn Applikationen tatsächlich kooperieren sollten, ist es oft nötig z. B. für jede Anwendung einzeln die Schlaggrenzen einzulesen. Dies ist natürlich kein Spaß wenn man auch die jährlichen Änderungen in allen System nachführen soll. Hoffen kann man darauf, dass Datenaustauschplattformen wie von SAP und F4F oder der DKE in die Praxis ankommen werden. Und dann fehlen den Cloudanwendungen nur noch eine dem Homebanking adäquate Autorisierung nicht nur mit einem Passwort sowie eine Verschlüsselung, welche verhindert das die Cloudbetreiber die Daten ihrer Kunden lesen können und damit auch nicht z. B. an interessierte Behörden übergeben können. Was hat ein Kollege der SAP zu den Sicherheitsversprechen der Branche gesagt: Eines stand immer fest, so wie auch das Matterhorn fest steht: Schweizer Bankkonten sind sicher!

Sensoren um in den Boden zu schauen

Eine Silbermedaille der diesjährigen AGRITECHNICA ging an die Firma GEOPROSPECTORS für Ihren Topsoil Sensor. Dieser ist in der Lage dreidimensional die absolute Bodenleitfähigkeit zu bestimmen und damit z. B. Verdichtungszonen im Boden zu finden und daraufhin die Tiefensteuerung eines Tiefenlockeres zu steuern. Im Prinzip ist das Gerät ein EM38 Scanner der durch Algorithmen zum einen absolute Leitfähigkeitswerte bestimmt und andererseits die dritte Dimension online berechnet. Die Nützlichkeit von EM38 ist in der präzisen Agronomie anerkannt, die Kollegen von GEOPROSPECTORS haben ihre Erfahrungen aus der Rohstoffsuche in eine landwirtschaftliche Anwendung überführt. Was jetzt fehlt sind reale Testmessungen z. B. in Vergleich zu Penetrometermessungen sowie aufgegrabene Bodenprofile. Und nicht zu vergessen die agronomischen Algorithmen für allgemeine Einsatzzwecke in der Bodenbearbeitung, denn ein Preis größer 30.000,- € nur für die Tiefenlockerungssteuerung wird sich wirtschaftlich nicht rechnen. Trotzdem ein interessanter Ansatz, die Bedeutung der Bodenbearbeitung nimmt zu und damit ist diese prädestiniert als nächstes Einsatzgebiet für Sensoren.

Pflanzenschutzsensoren

Neben den bekannten Adaptionen von Pflanzensensoren (YARA N-Sensor, OptRX, ISARIA, Greenseeker usw.) für den differenzierten Pflanzenschutz auf Grundlage von Bestandesindizes war für uns besonders interessant ein neues System von Amazone „Amaspot“ zur teilflächenspezifischen Applikation von Totalherbiziden. Die Fluoreszenzsensoren GreenSense, angebracht am Spritzgestänge, scannen die zu spritzende Fläche vollständig ab. Je hochgetakteter (50Hz) Pulsweitendüse (aller 25cm) steuert ein Sensorfeld (im Fächer 4 Felder je Sensor) in Echtzeit Menge und Dauer der Spritzmittelapplikation. Damit ist es möglich, einzelne Unkräuter oder Unkrautnester bis zu einer Fahrgeschwindigkeit von 15-20km/h zu bekämpfen. Dies kann auch mit einer einheitlichen, vollflächigen Behandlung (kleinste Unkräuter in der Fläche, größere mit erhöhtem Aufwand, nur da wo sie auftreten) kombiniert werden. Die daraus resultierenden Reduzierungen, gerade auch bei Glyphosat, sind sicher ein gutes Argument bei der Darstellung eines umweltverträglichen Acker- und Pflanzenbaus.

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agridroneAgriCircle

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