Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

Datenfusion zur Erstellung von Ertragspotentialkarten (AgriFusion)

Zuwendungsgeber: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft
Förderzeitraum: 01.01.2016 - 31.10.2019
Webseite: http://agrifusion.de/

Ziel des Projektes AgriFusion ist es, Ertragspotentialkarten durch die Fusion von Ertragskartierungen, Fernerkundungsdaten, digitaler Reliefauswertung und Bewirtschaftungsdaten zu erzeugen. Die verschiedenen Datenquellen werden von den Projektpartnern zur Verfügung gestellt: 

  • Ertragsdaten (Hochschule Weihenstephan-Triesdorf) 
  • Fernerkundungsdaten (v.a. Satelliten, aber auch UAV) (GFZ, AG Geodata)
  • Digitale Geländemodelle (GeoInformationsDienst GmbH, scilands GmbH)
  • On-Line-Messtechnik (ISARIA) (Fritzmeier Umwelttechnik GmbH)

Die für landwirtschaftliche Planungs- und Entscheidungsschritte wichtigste Kenngröße in der Pflanzenproduktion ist die Ertragserwartung einer spezifischen Kulturpflanzenart am jeweiligen Standort. An der Ertragserwartung orientieren sich die Optimierung des Anbauverfahrens und die spezifische Produktionsintensität. Eines der aktuell größten Hindernisse ist dabei die effiziente und synergetische Verarbeitung und Nutzung großer raumbezogener Datenmengen unterschiedlicher räumlicher und zeitlicher Dimension, wobei Datenverfügbarkeiten und -qualitäten eine entscheidende Rolle spielen.

An diesem Punkt setzt das Projekt AgriFusion an und hat zum Ziel, bisher unzureichend genutzte Datenquellen (Fernerkundung, Ertragserfassung und digitalen Geländemodelle) mit vorhandenen Daten (z.B. Daten der Reichsbodenschätzung, Bodenbeprobungen) für Landwirtschaftsbetriebe direkt nutzbar zu machen. Hierfür kommen Methoden der Datenfusion zum Einsatz, welche den Herausforderungen in landwirtschaftlichen Betrieben gewachsen sind. Die Ergebnisse der Dateninterpretation und -fusion können von den Landwirten direkt genutzt und in betriebliche Datenstrukturen integriert werden. Eine herausragende Eigenschaft des verwendeten Fusionsalgorithmus - Transferable Belief Model (TBM) - ist es, zusätzlich zur eigentlichen Karte (z.B. der Ertragserwartung) eine Karte der Zuverlässigkeit des Ergebnisses der Datenfusion zu generieren. Das Verfahren soll im Rahmen des Projekts entwickelt und auf zwei großen (Mecklenburg-Vorpommern, Brandenburg) und kleinstrukturierten Betrieben (Bayern) eingeführt, umgesetzt und validiert werden.

Das GeoForschungsZentrum Potsdam ist im Rahmen des Projektes für die Bereitstellung von abgeleiteten Informationen aus Fernerkundungsdaten zuständig. Optische Satellitensysteme wie die Satelliten der ESA-Mission Sentinel-2 eignen sich sehr gut zur Ableitung und Quantifizierung von landwirtschaftlich relevanten Vegetations- und Bodenparametern. Um Datenlücken aufgrund von Bewölkung zu schließen, werden weiterhin Radardaten der ESA-Mission Sentinel-1 verwendet. Der Fokus liegt dabei auf der Entwicklung von Methoden zur sinnvollen Kombination von optischen Fernerkundungsdaten und Radarfernerkundungsdaten zur Ableitung von Vegetationsparametern wie Biomasse, Leaf Area Index oder Pflanzenhöhe.

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