Helmholtz-Zentrum Deutsches Geoforschungszentrum

Erkennen und Klassifizieren von Pflanzenmustern (EORAP)

Das Projekt EORAP (Earth Observation for the retrieval of agronomical parameters) beschäftigt sich seit 2014 mit der Analyse von Pflanzenmustern. Heterogenitäten im landwirtschaftlichen Bestand haben temporäre (Nährstoffversorgung, Krankheit, Unwetter u.a.) und dauerhafte (Bodenart, Relief, Fehlbewirtschaftung) Ursachen. Derartige Unterschiede können sich in Ertragskarten zeigen und sind damit auch für den Landwirt ökonomisch relevant. Die Erkennung und Klassifizierung von auftretenden Pflanzenmustern kann dabei helfen, die Flächen-, Dünge- und Behandlungsstrategie der jeweiligen Kulturpflanze an die Strukturen anzupassen. Der Einsatz von Düngung und anderen Maßnahmen kann so optimiert werden und steuert zu einer nachhaltigen Landwirtschaft bei, die ressourcenschonend und dennoch ökonomisch attraktiv bleibt.

Die Grundlage für die Erkennung von Pflanzenmustern sind RapidEye Szenen aus wenigstens fünf Jahren. Im Jahr 2014 wurden die bereits prozessierten Daten für das Testfeld nahe Görmin, im Projektgebiet DEMMIN, weiter bearbeitet. In einem automatisierten Prozess werden eine Vielzahl von Satellitendaten nach spektraler Charakteristik ausgewählt, geeignete Szenen gemittelt und relative Ertragsklassen abgeleitet. Mit der Analyse von multi-saisonalen Satellitenbildern können Muster als erste Klassifizierung erkannt werden und mit Ertragsdaten validiert werden. Allerdings eignen sich für die Erkennung meist nur Szenen von den Zeitspannen des Vegetationsaufgangs und der Abreife. Andernfalls sind die Bestände zu dicht, als dass Muster erkennbar wären. Anhand von einem Testfeld, gelegen nördlich des Flusses Peene, konnten mehrere Pflanzenmuster mit unterschiedlichem Ursprung erkannt werden.

Für das weitere Vorgehen werden Ertragskarten, Bodenkarten, digitale Höhenmodelle, Nährstoffkarten und Witterungsinformationen hinzugezogen und mit einem statistischen Modell verschnitten. Dabei kann auch gezielt das Expertenwissen von Landwirten quantifiziert eingebracht werden. Werden nach Klassifizierung nun Ertragskarten herangezogen, kann die ökonomische Relevanz der Muster überprüft werden. Die grundsätzliche Steigerung des Ertrages ist hierbei oftmals nicht das Ziel des Landwirts, sondern die Homogenität der Ertragswerte über den Schlag hinweg. Die Kenntnis über wiederkehrende Muster in den Beständen kann somit helfen, dieses Ziel zu erreichen.

zurück nach oben zum Hauptinhalt