Lexikon der Fernerkundung

Precision Farming (PF) und Fernerkundung

Precision Farming ist die engl. Bezeichnung für Teilschlagbezogene Landwirtschaft, ein innovatives informationsgeleitetes Managementkonzept der Landbewirtschaftung, das auf modernster Sensorik und Geoinformationen und damit auch dem Einsatz von Fernerkundungsdaten basiert.

Dabei werden die Landbewirtschaftungsmaßnahmen an die Variabilität der Standort- und Bestandsparameter angepasst mit den ökonomischen Zielen der Einsparung von Betriebsmitteln, der Erhöhung der Ertragssicherheit und -qualität und der ökologischen Zielsetzung einer nachhaltigen, integrativen und umweltschonenden Landwirtschaft. Alternative Bezeichnungen sind im deutschen und internationalen Umfeld u.a Teilschlagbewirtschaftung, Computer-Aided Farming (CAF), Lokales Ressourcenmanagement.

Teilbereiche des Präzisen Ackerbaus (Precision Farming)

 

Quellen:
TAB
 Srinivasan (2006) 		Hilfsmittel zur Umsetzung von Precision Agriculture

prec_farm_elemente

Die Begriffe Precision Farming und Precision Agriculture (PA) werden vielfach synonym gebraucht, wobei im amerikanischen Sprachraum eher von PA im europäischen eher von PF gesprochen wird. Bei einer möglichen Differenzierung wäre PF für Maßnahmen im Pflanzenbau zu verwenden, PA könnte als übergeordnete Einheit gesehen werden, die neben dem Pflanzenbau auch die Bereiche Precision Livestock Farming (Tierhaltung), Precision Viticulture (Weinbau) usw. (z.B. Gartenbau, Forst) umfasst.

Derartige Konzepte sind seit Anfang der neunziger Jahre mit der Verfügbarkeit von Positionierungssystemen wie dem GPS und raumbezogenen Erfassungs- und Auswertesystemen wie GIS realisierbar. Sie spielen sich dann eher im mittleren bis großen Maßstabsbereich ab.

Betreiber kleiner und großer landwirtschaftlicher Betriebe, Kooperativen, Konzerne, die in Ländereien investieren, sowie Logistik- und Lieferkettenunternehmen benötigen homogene Instrumente und Programme zur Verwaltung des Pflanzenanbaus - sei es für ihre eigenen Feldern oder für entfernte Ländereien.

Fernerkundungsmethoden bieten die Möglichkeit, die Heterogenität mit zunehmend geringerem Aufwand flächenhaft abzubilden. Eine wesentliche Rolle spielen dabei schlaginterne Heterogenitäten in der spektralen Reflexion der Vegetation, die mit Hilfe der optischen Fernerkundungssensoren gemessen werden können. Ebenso können durch die kurzen Wiederholungsraten die Veränderungen der Landschaftsbedeckung erfasst werden. Über die Analyse der Veränderungen der Landbedeckung besteht die Möglichkeit, negative Tendenzen der Entwicklung, z.B. durch eine Pilzinfektion hervorgerufen, frühzeitig zu erkennen und in den Bewirtschaftungsprozess einfließen zu lassen.

Aufgaben der Fernerkundung innerhalb der teilflächenspezifischen Bewirtschaftung:

Gegenwärtig wird bereits intensiv modernste, z.T. berührungslose Sensorik an Bord landtechnischer Fahrzeuge so z.B. Bildsensoren (CCD-Sensor) zur Unkrauterkennung, Steuerungssensoren für Dünge- und Pflanzenschutzapplikation, Korndurchsatzmeßsensoren beim Mähdrusch usw. genutzt, die eine standortspezifische Düngezufuhr bzw. Ernteertragserhebung z.T. in Echtzeit ermöglichen. Die Kopplung mit Real-time-Kinematic-Differenzial-GPS-Empfängern (RTK-DGPS) erlaubt die exakte geodätische Positionierung des landwirtschaftlichen Sensors auf der Teilfläche. Genauigkeitsvorstellungen liegen üblicherweise im 1 m bis 5 m-Bereich.

Insgesamt finden sowohl klassische Fernerkundungssensoren auf Satelliten, Flugzeugen, Hubschraubern, als auch innovative Fernerkundungssensoren auf terrestrischen Plattformen Anwendung, z.B. auf Traktoren. Neue Entwicklungen betreffen UAVs als kostengünstige Sensorträger. Die Grenzen zwischen 'Fern'erkundung und 'Nah'erkundung mit z.T. nur wenigen Zentimetern Distanz sind dabei ließend und nur von akademischem Interesse. Gemeinsam ist aber diesen Verfahren die Berührungslosigkeit zwischen Sensor und Bestand bzw. Boden.

Anwendungsfelder des Precision Farming sind die Ertragskartierung, Pflanzenschutz- und Düngemittelapplikationen, Bodenprobenahme, Dokumentation für Agrarsubvention und die Entscheidungsunterstützung für durchzuführende Bewirtschaftungsmaßnahmen auch und gerade unter Berücksichtigung ökologischer Faktoren. Gerade für größere landwirtschaftliche Betriebe mit hoher Heterogenität in den Schlägen sowie bei Lohnunternehmen und Maschinenringen lohnt sich die Anwendung des Precision Farming. Einsparungspotenziale ergeben sich für den Betrieb durch geringere Dünge- und Pflanzenschutzmengen, aber auch in Form von Treibstoffeinsparungen durch GPS-gestützte Kontrolle der Maschinenlogistik. Der Übergang zur kompletten teilflächenspezifischen Bewirtschaftung dauert nach Experten jedoch noch einige Jahre, da das Zusammenspiel der technischen Individuallösungen mit der Betriebssoftware noch nicht zufriedenstellend gelöst ist.

Innerhalb des "Precision Farming" werden Fernerkundungsdaten zur Erfassung unterschiedlicher schlaginterner Variabilität eingesetzt.

Sechs Gruppen der Variabilität innerhalb landwirtschaftlicher Flächen:

Ein erfolgreicher Einsatz von Fernerkundungsdaten im "Precision Farming" hängt auch von der Wahl des richtigen Aufnahmezeitpunktes ab. In der folgenden Tabelle sind exemplarisch für einige spezifische Heterogenitäten die zugehörigen Zeitfenster dargestellt.

prec_farm_zeit_tabelle

Zeiträume und Anwendungsmöglichkeiten der Fernerkundung zur Erfassung teilschlagspezifischer Information

Quelle: Voß (2005)

Weitere Informationen:

Pfeil nach linksPRARELupeIndexPredator (General Atomics MQ-1)Pfeil nach rechts