Satellitendaten und ihr Nutzen fu r die Landwirtschaft

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1 Satellitendaten und ihr Nutzen fu r die Landwirtschaft Dr. Heike Bach Vista - Geowissenschaftliche Fernerkundung GmbH, München VISTA No. 1

2 Vista Geowissenschaftliche Fernerkundung GmbH VISTA entwickelt Satelliten-basierte Anwendungen für die Landwirtschaft und Hydrologie Gegründet: 1995, Sitz in München, Deutschland Mitarbeiter: 20 Seit Juli 2017: BayWa AG hat 51% der VISTA GmbH übernommen Unser Weg von Forschung und Entwicklung in operationelle Dienste: Snow Cover Data Assimilation Snow Water Equivalent Snow & Water Balance Modeling Landwirtschaft Erntevorhersage Precision Farming Bewässerungsplanung Bio-Zertifizierung SnowSense Hydrologie Schneemonitoring Abflussvorhersage Wasserkraftproduktion Überschwemmungen VISTA No. 2

3 ESA Datenrevolution durch COPERNICUS VISTA No. 3

4 ESA COPERNICUS: Fernerkundung der EU / ESA Warum ist COPERNICUS so wichtig? Programm der ESA und der EU zur Erdbeobachtung mit Satelliten. Finanziert vorerst bis Alle Daten sind frei. Sentinel-2A (seit Juni 2015) und Sentinel-2B (seit März 2017) für die Landwirtschaft interessant. Sentinel-2: Länge: 3.4 m, Breite: 1.8 m, Höhe: 2.35 m Gewicht: 1140 kg Fluggeschwindigkeit: 7.2 km/sec Wiederkehrzeit: 2.5 Tage kartierte landw. Fläche pro Tag: >100 Mio. ha Lebensdauer: 7-12 Jahre Tägliche Daten: 2.3 TByte Kosten der Sensorik: 120 Mio. Kosten je Satellit: 320 Mio. VISTA No. 4

5 Enthält modifizierte Copernicsdaten der EU&ESA VISTA No. 5

6 Big Data: Automatische Prozessketten extrahieren Feldinformationen Aufnahmen innerhalb 2 Wochen VISTA No. 6

7 Der Satellit sieht mehr - wir wissen, wie man diese Information extrahiert! SLC (Verhoef & Bach, RSE 2003, 2007 and 2012) Strahlungstransfermodell für Landoberfläche und Atmosphäre Strahlungstransfer Atmosphäre Strahlungstransfer Landoberfläche Landoberflächenprozesse PROMET (Mauser & Bach, J. of Hydrology 2009) Multiskaliges Landoberflächenprozessmodell VISTA No. 7

8 Soi l Vegetation Atmosphere Infiltration Evaporation Wachstumsmodelle fu hren weiter! Messungen sind wichtig! Aber - Was passiert zwischen den Messungen? Wie kann man Vorhersagen machen? Wie kann man Betriebsführung optimieren? Sensible & Latent Heat Flux Radiation Transpiration H 2 O CO 2 Photosynthesis PROMET-Eigenschaften: physikalisch basiert räumlich verteilt Raster basiert (10m 1km) stündliche Berechnungen Precipitation Runoff Lateral Flow Percolation Capillary Rise Interception Soil Heat Flux Root Water Uptake Allocation & Growth Root N Uptake N-Leaching VISTA No. 8 Respiration N Fertilization & Deposition C-Storage Simulation des Pflanzenwachstums + Wasser- Kohlenstoffund Nährstoffhaushalts N-Transformation # 18

9 Datenassimilation kombiniert Modell und Wirklichkeit Satelliten Daten Meteorologie < 6 t/ha > 12 t/ha Ausaat Zeitstrahl Ertragsvorhersage Ertragskartierung Ernte VISTA No. 9

10 talkingfields: Integratives Serviceangebot Mobile / Satelliten Kommunikation Erdbeobachtungssensor Satellitennavigation Satellite Landwirt Farmer Farm Management Informations Service Modelle In-field sensors In-Situ-Sensor Netzwerk VISTA No. 10

11 Bei welchen Fragestellungen können talkingfields Karten weiterhelfen? VISTA No. 11

12 Bodenbeprobung SMART! Konzept der Nutzung: Unterstützung der Selektivbeprobung keine Mischproben Aussage, ob Probe in Gunst- oder Ungunstbereich entnommen wurde erleichtert Interpretation der Bodenanalysen Ein Service-Angebot Bodenbeprobung mit Satellitennavigation Abb. nach KTBL TF Basiskarte TF Zonenkarte Ganglinien VISTA No. 12

13 Grunddüngung optimieren und Kosten für Dünger sparen TF Basiskarte / Zonen Karte Karte der Versorgungsstufen P Applikationskarte Versorgungsstufe Grundnährstoffe C D P-Applikation Soll (kg/ha) Durchschnitt Ø VISTA No. 13

14 Anwendungsbeispiel: Teilflächenspezifische Aussaat Aussaatkarte Ertragspotential Körnermais gering hoch => höhere Aussaatdichte Höheres TF Ertragspotential Ein Service- Angebot der => höhere Erträge VISTA No. 14

15 Bestandsmonitoring mit der TF Blattfläche z.b. Auswinterungsschäden RapidEye Aufnahme mit Sortenaufteilung TF Blattfläche Die Winterweizensorten sind unterschiedlich gut durch den Winter gekommen. Die TF Blattflächekarte zeigt die Frostschäden. JB Asano, 29. April Sophytra, 29. April Frostschaden VISTA No. 15

16 TF Biomassekarte Anwendung zur Validierung von Managementmaßnahmen Streifen mit pflugloser Bearbeitung zeigt geringeren Biomasseaufwuchs TF Biomassekarte VISTA No. 16

17 TF Biomassekarte Anwendung: Biomasse fu r Wachstumsreglerapplikation TF Biomasse N Sensor TF Biomasse und N Sensor können gleichermaßen zur Erstellung von Applikationskarten genutzt werden Applikationskarten dienen dazu Ertragseinbußen durch zu hohe Wachstumsreglergaben zu verhindern und beugen Lagerschäden vor. Einsparung an Wachstumsregler VISTA No. 17

18 Monitoring des Bestandes erlaubt es den unterschiedlichen Reifezustand der Flächen zu erkennen interessant für große Betriebe und auch Lohnunternehmer z.b. TS-Monitoring Silomais Erntemanagement SMART! - Ernten wo es reif ist VISTA No. 18

19 Variable Rate Irrigation (VRI): räumliche Variation des Pflanzenwasserbedarfs simuliert auf Satellitenbasis 6.25 mm 7.00 mm Standard Bewässerung konstant: 8.00 mm/d Beispielwerte aus VRI Empfehlung Dichter Bestand: 7.00 mm/d Mittlerer Bestand: 6.25 mm/d deutliche Reduktion! Wasserersparnisse von 1000 bis 1750 m³ möglich nur für einen Pivot und einen Tag Bewässerung Center Pivot Irrigation Area: 100 ha Radius: 564 m Cultivation: Wheat pivot and one day of irrigation! VISTA No. 19

20 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! Kontakt: Dr. Heike Bach Vista GmbH Gabelsbergerstr.51, D München Tel. 089 / bach@vista-geo.de VISTA No. 20