Precision Farming per Satellit 11.10.2016, 09:59 Uhr

Bilder aus dem All sollen Landwirtschaft auf der Erde verbessern

Steht das Getreide noch hoch? Ist der Mais gut entwickelt? Welche Felder müssen gedüngt werden? Demnächst reicht dafür der Blick auf ein Satellitenbild. Satellitendaten der ESA ermöglichen künftig präzise Informationen zum Entwicklungsstand von Feldfrüchten. Ackerweise. Das soll sogar der Umwelt helfen. 

Datenübertragung zwischen Satellit und Erde per Laser: Aufnahmen des Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-2 der ESA sollen künftig genutzt werden, um Landwirten zusätzliche Informationen über ihre Ackerflächen anzubieten.

Datenübertragung zwischen Satellit und Erde per Laser: Aufnahmen des Erdbeobachtungssatelliten Sentinel-2 der ESA sollen künftig genutzt werden, um Landwirten zusätzliche Informationen über ihre Ackerflächen anzubieten.

Foto: ESA/ATG medialab

Dass die Sentinel-Satelliten der ESA auch mal die Landwirtschaft auf der Erde befruchten, hätten die Bauern in Europa wohl kaum für möglich gehalten. Doch inzwischen gibt es schon die ersten Apps, die die Daten der Sentinel-Erdbeobachtungssatelliten nutzen, damit der Bauer von heute per Tablet auf seine Ackerflächen schauen kann. Der Nutzen: Er kann genau sehen, wie die Pflanzen sich entwickelt haben, wo noch Dünger notwendig ist und wo nicht.

Demnächst stehen diese Daten allen Bauern und dazu auch noch kostenlos zur Verfügung. Möglich macht das ein Projekt verschiedener Forschungseinrichtungen, das die Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung mit 1,85 Millionen Euro fördert. Das Ziel: In drei Jahren sollen die Landwirte unkompliziert ihre Ackerflächen mit Satellitenaufnahmen überwachen können.

Traktor-Cockpit mit Displays: Künftig sollen Satellitendaten ein effizienteres Bearbeiten von Ackerflächen erlauben.

Traktor-Cockpit mit Displays: Künftig sollen Satellitendaten ein effizienteres Bearbeiten von Ackerflächen erlauben.

Foto: ESA/Navtronics BVBA

Neudeutsch „Precision Farming“ heißen Verfahren und Projekt des Braunschweiger Julius Kühn-Instituts (JKI) für Pflanzenbau und Bodenkunde. Mit im Boot sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) sowie die Unternehmen EOMAP und Hanse Agro. Sie stützen sich auf die Beobachtungen der Satelliten Sentinel-1 und Sentinel-2, die beide zum Copernicus-Programm der Europäischen Weltraumorganisation ESA gehören.

Die Satelliten lassen sich auch von Wolkenschichten nicht von ihrer Arbeit abhalten. Die Satelliten sollen in erster Linie politischen Entscheidern umwelt- und sicherheitsrelevante Informationen liefern, die Daten sind aber für jedermann frei verfügbar.

Frische Daten alle zwei bis vier Tage

Sentinel-1 besteht aus inzwischen zwei Satelliten – der erste, Sentinel-1A, hat seine Arbeit bereits 2014 aufgenommen, sein Kollege Sentinel-1B kam im April 2016 dazu. Zwei weitere Satelliten sind geplant. Gemeinsam tasten sie die Erde aus einem rund 700 km hohen Orbit streifenweise mit einem C-Band-Radar mit synthetischer Apertur ab, der eine Wellenlänge von 6 cm hat. Dabei entsteht eine sehr hoch aufgelöste zweidimensionale Darstellung des abgetasteten Geländes, die sich wegen ihrer Ähnlichkeit zu Fotos sehr gut auswerten lässt.

So sieht die Domäne in Beberbeck (Hessen) aus dem All aus, ohne dass die Aufnahme für Landwirte bearbeitet ist.

So sieht die Domäne in Beberbeck (Hessen) aus dem All aus, ohne dass die Aufnahme für Landwirte bearbeitet ist.

Foto: Julius Kühn-Institut/Sentinel-2-Satellit/ESA

Alle zwei bis drei Tage liefert Sentinel-1 neue Daten zum jeweils beobachteten Gebiet, aus denen sich unter anderem Informationen über die Entwicklung der Vegetationsbestände ablesen lassen.

Sentinel-2A, derzeit noch ohne seinen Zwilling Sentinel-2B in knapp 800 km Höhe unterwegs, ist ein multispektrales System, das mithilfe von zwölf Spektralkanälen umfangreiche Informationen unter anderem zu Gewässern, Veränderung der Landflächen, zur Wolkenbildung, Vegetation und Klima liefert. Hier erwarten die Forscher alle drei bis vier Tage Neuigkeiten. Sämtliche Daten sind nahezu in Echtzeit mit gerade mal einer Stunde Verzögerung erhältlich.

„Precision Farming“ soll normal werden

Allein – die Auswertung ist nicht gerade trivial: Dass auf einem Infrarotbild frisch bestellte Äcker blau erscheinen, während Zuckerrüben gelblich und Nadelwald dunkelrot leuchten, muss man zum Beispiel erst einmal wissen. Im Rahmen ihres Forschungsprojekts übernimmt das JKI die Auswertung und stellt den rund 285.000 landwirtschaftlichen Betrieben, den Beratern und Lohnunternehmern in Deutschland die aufbereiteten Informationen kostenlos zur Verfügung. Auf diese Weise können sie schneller und punktueller auf Ertragsschätzungen, Schädlingsbefall oder Krankheiten reagieren.

Mit solchen Aufnahmen aus dem All sollen Landwirte künftig ihre Äcker besser bestellen können. Diese falschfarbene Infrarotversion zeigt unterschiedliche Waldtypen wie Nadelwald in dunkelrot und Laubwald in hellrot. Orangefarbene Flächen zeigen Zuckerrüben und Zwischenfrüchte an, bläulichen Flächen sind offener Boden nach der Bestellung.

Mit solchen Aufnahmen aus dem All sollen Landwirte künftig ihre Äcker besser bestellen können. Diese falschfarbene Infrarotversion zeigt unterschiedliche Waldtypen wie Nadelwald in dunkelrot und Laubwald in hellrot. Orangefarbene Flächen zeigen Zuckerrüben und Zwischenfrüchte an, bläulichen Flächen sind offener Boden nach der Bestellung.

Foto: Julius Kühn-Institut/Sentinel-2-Satellit/ESA

Indem all diese Informationen kostenlos und flächendeckend bereitgestellt werden, soll der Einsatz von Precision-Farming-Technologien zunehmend normal werden – ein Gewinn nicht nur für die Geldbörse der Bauern, glauben die Forscher, sondern auch für die Umwelt, da Hilfsmittel wie Dünger und Pflanzenschutzmittel noch gezielter eingesetzt werden können.

Weitere Informationsdienste auf Satellitenbasis

So richtig neu ist das ganze Konzept allerdings nicht: Es gibt bereits andere Unternehmen, die Satelliteninformationen auswerten und den Landwirten zur Verfügung stellen. Im Dezember 2015 zum Beispiel ging der kostenpflichtige Service „TalkingFields“ des deutschen Unternehmens Vista an den Start, das aus einem Programm der ESA entstanden ist und sich auf die Daten von Sentinel-2A bezieht.

Diese Daten verknüpft das Unternehmen mit Farmmanagement-Software und Ertragsmodellen von Partnern wie dem Landmaschinenhersteller JohnDeere und FarmFacts, einem Unternehmen, das sich auf digitale Landwirtschaft spezialisiert hat. Damit erhält der Bauer präzise Informationen, wie welcher Feldabschnitt womit zu bearbeiten ist, um das optimale Ergebnis zu erzielen.

Das Würzburger Unternehmen Green Spin bietet Landwirten mit seiner Software Mofato auf Basis von Satellitendaten bereits detaillierte Daten über ihre Ackerflächen an. 

Das Würzburger Unternehmen Green Spin bietet Landwirten mit seiner Software Mofato auf Basis von Satellitendaten bereits detaillierte Daten über ihre Ackerflächen an.

Foto: Green Spin

Das Würzburger Unternehmen Green Spin bietet dagegen digitalen Karten an, die auf aktuellen und frei verfügbaren Satellitendaten der Nasa und der ESA sowie auf den Wetter- und Bodendaten der vergangenen 15 Jahre basieren. Diese Karten lassen sich von modernen Landmaschinen auslesen und sind laut Hersteller derzeit kostenlos verfügbar. Auf diese Weise kann der Landwirt ohne besondere Kenntnisse über Datenauswertung Precision Farming betreiben und einzelne Teilbereiche des jeweiligen Feldes gezielt bearbeiten.

 

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