Erfahrungen mit dem Einsatz von GPS und GIS beim Bundessortenamt Referent: Hans-Jürgen Doehring, Bundessortenamt, Prüfst. Rethmar, Hauptstraße 1, 31319 Sehnde, Tel.: 05138 / 608621, Fax.: 05138 / 608670, E-Mail:hans-juergen.doehring@bundessortenamt.de Einleitung Das Bundessortenamt unterhält bundesweit 12 Prüfstellen, eine davon in Rethmar bei Hannover. Schwerpunkte der PS sind Registerprüfungen für Getreide und Gemüse, sowie Wertprüfungen zu Getreide, Raps, Mais, Futterrüben und Zwischenfrüchten. Wir suchten schon lange nach Alternativen, um auch bei schlechteren Witterungsbedingungen und bei immer dünner werdender Personaldecke effizient und schnell die Aussaat der Prüfungen durchführen zu können. Nachdem wir intensiv Informationen auf den DLG-Technikertagungen und bei Züchtern gesammelt hatten starteten wir 2010 mit der Beschaffung. Was hatten wir uns vorgestellt? 1. Ausstattung eines Iseki 4330 mit GPS-gestütztem hydraulischem Lenksystem und großem Monitor 2. Vorrüstung eines Hege Geräteträgers, damit wir nur die Komponenten, wie Rechner, Antenne, Terminal tauschen mussten. 3. Ausstattung eines Deutz-Schleppers mit GPS-Lenkmechanik (Lenkradmotor) und großem Terminal, 4. Vorrüstung eines weiteren Schleppers für Lenkassistenten Ein weiterer in 2011 zu beschaffender Kleinschlepper sollte ebenfalls komplett mit GPS- Lenkautomatik ausgerüstet sein. Unsere Anforderungen an das Lenksystem - GPS-gestütztes hydraulisches Lenksystem für Versuchsmaschinen / Traktoren mit einer Spur zu Spur-Genauigkeit von 2,5 cm, - GPS-gestützte Lenkmechanik mit einer Spur zu Spur-Genauigkeit von 5 cm - Lenksystem muss auf Maschinen unterschiedlicher Hersteller nach entsprechender Vorrüstung wechselbar sein - Dreidimensionaler Lageausgleich für Arbeitsmaschinen in der Spurführung - Erfassung der Radrichtung der Vorderachse über Lenkwinkelsensor - GPS-Empfänger und Bedienterminal, staub- und feuchtigkeitsgeschützt, in integrierter Bauform (Touchscreen) mit blendfreiem Display - Bedienkonsole muss es ermöglichen, die Versuchsfelder / Fahrspuren am PC zu planen und den Autopiloten exakt anhand dieser Spuren arbeiten zu lassen
- Darstellung von Parzellenanlagen (Einzelparzellen) - Darstellen und speichern aller Arbeitsvorgänge - Export der Daten in Datenformate zur PC-Verarbeitung im ESRI Shape Format - Abarbeitung von maschinenlesbaren Steuerungsdateien zum wegeabhängigen (feste sich wiederholende Entfernungen) und flächenabhängigen (produktive und nicht produktive Flächen) Auslösen von Parzellendrillmaschinen und anderen Arbeitsmaschinen - Zwei DGPS RTK - fähige GPS-Empfänger, auch für Glonass, müssen im Terminal enthalten sein - Anlegen von dauerhaften festen Fahrgassen und deren Verwendung über Jahre muss gewährleistet sein - System muss hardwareseitig so konzipiert sein, dass technische Weiterentwicklungen durch Updates unabhängig vom Traktorenhersteller in Zukunft Berücksichtigung finden können - Aufbau, Schulung und Einweisung durch deutschsprachige Techniker Anforderungen an die Planungssoftware - Lesen und Schreiben von ESRI Shape Dateien - Anlage und Zuordnung von Daten zu Standorten, Feldern, Versuchsblöcken und Versuchsjahren, - Verwaltung und Anlage von Versuchsblöcken mit unterschiedlichen Parzellen- und Wegmaßen - Drehen, verschieben und ausrichten von Versuchsblöcken an anderen Versuchsblöcken oder Feldgrenzen - Automatische Erzeugung und Verwaltung von Fahrspuren für das Säen und Ablängen von Versuchsblöcken - Import, Darstellung und Verwaltung von vorhandenen Sensordaten (EM38 Messwerte) - Export von Fahrspuren und Feldblockgeometrie für die Darstellung auf dem Terminal eines automatischen Lenksystems - Erweiterungsfähigkeit des Programms nach Kundenanforderung und technischem Fortschritt - deutschsprachige telefonische Unterstützung während der üblichen Geschäftszeiten - der Anbieter muss Referenzbetriebe benennen, die bereits mit der geforderten Hardund Software im Parzellenversuchswesen arbeiten Herausgekommen ist das Lenksystem von Trimble, geliefert und eingebaut durch Fa. Agri Con. Der Einbau wurde von einem unserer Mitarbeiter unterstützt. Die Zusammenarbeit während des Einbaues, sowie die nachfolgende Einweisung sind sehr positiv zu bewerten. Da uns die angebotene Software SS-Tools als zu umfangreich für unsere Planungen erschien, erhielten wir nach Absprache das Programm Mini GIS 2.0, welches von der Firma Geo Konzept entwickelt wurde.
Praktische Erfahrungen Der Ersteinsatz der Lenktechnik erfolgte im Frühjahr 2011 mit einem Iseki 4330, ausgestattet mit Lenkautomatik, aber noch ohne Parzellenplanungsprogramm. Mit diesem Schlepper markieren wir Parzellenanfang- und ende, sowie die Zwischenwege der Prüfungen für die Aussaat. Später wird dann die Begrenzung der Parzellen abgespritzt. Als erstes wird der Acker umfahren, damit das Lenksystem eine Orientierung hat. Dann legen wir mittels GPS die A-B Linie, sowie den rechten Winkel fest und haben somit die Grundlinie für den Prüfungsbeginn bestimmt. Nun können wir anhand eines festgelegten Planes die weiteren Wege durch Parallelverschiebung auf dem Touchscreen abfahren. Seit Erhalt der Planungssoftware werden Versuche mit Mini GIS am PC geplant. Grundlage hierfür sind die Umfahrungen der Prüfflächen (Boundarys) mittels Schlepper. Innerhalb der Umrahmung legen wir Parallelen (Helplines) hierzu an und, da kaum ein Feld rechtwinkelig ist, ein Senkrechte auf eine Parallele als Grundlinie. Nun haben wir eine Grundlage auf der wir unsere Prüfungen im rechten Winkel anlegen können. Da wir auf einem Schlag Register- mit 10 Beeten hintereinander, wie auch Wertprüfungen mit 4 Beeten hintereinander anlegen, haben wir besondere Anforderungen an ein Planungsprogramm. Ein weiterer Punkt ist Düngung und Pflanzenschutz mit jeweils 18m Arbeitsbreite. Um dieses Problem zu lösen legen wir unsere Prüfungen mit unterschiedlichen Wegbreiten an. Dünge- und Pflanzenschutzwege sind 2,50m, Boniturwege 1,30m breit. So ist es möglich, die Prüfblöcke durchgehend zu befahren und Platz zu sparen.
Neben dem Anlegen der Prüfungen und der Geradeausfahrt wollen wir auch das Auslösen der Saatguttrichter mit einbinden. Systeme mit Nachlaufrädern zur Impulsabgabe machen bei feuchtem Boden immer wieder Schwierigkeiten durch Erdanhang. Hier soll ein GPS - Signal Abhilfe schaffen. Nachdem die Prüfungen angelegt sind, werden sie auf einen USB - Stick exportiert und hiermit auf das Terminal am Schlepper übertragen. Anfängliche Probleme: - Empfang des Korrektursignals, mittlerweile behoben durch Erhöhung der Schlepperantenne - Bedienungsanleitung für Laien nicht immer nachvollziehbar - Gitter in Mini GIS für genaue Planung zu ungenau - Pufferzonenmarkierung stört, da Linie zu dick - Maßstab für Planung zu klein gewählt, daher ungenaue Planung - Fehler bei Übertragung von Daten per USB - Stick - Ausdruck immer genordet, wobei der Maßstab nicht frei wählbar ist, damit ist die Darstellung auf Papier recht klein - Auslösung des Aussaattrichters nicht konstant in beiden Särichtungen Zusammenfassung Wir haben ein gut funktionierendes Lenksystem mit einer Planungssoftware erworben, die sich noch in Entwicklung befindet, unsere Bedürfnisse bisher aber abdeckt. Aufgetretene Probleme beim Trimble - Lenksystem, insbesondere dadurch, dass die Betriebsanleitung anfänglich nur in Englisch vorlag, konnten wir im Kontakt mit Firma Agri Con lösen.
Das Parzellenplanungsprogramm Mini GIS stellte sich anfänglich ebenfalls als Herausforderung für alle Beteiligten dar. Die Mitarbeiter von Geo Konzept, insbesondere Herr Schmidberger und Herr Wenk zeigten sich jedoch sehr kooperativ und hatten immer ein offenes Ohr, um die Fehler unsererseits oder aber programmbedingt zu bereinigen. Eine sehr große Erleichterung war hierbei der Onlinesupport, so können Bildschirminhalte direkt eingesehen werden ohne große Erklärungen. Unsere Mitarbeiter waren sehr motiviert und haben im selbständigen Kontakt zu den Firmen sehr zum Gelingen des Projektes beigetragen. Waren wir bisher mit 4 Personen, Fluchtstangen, Maßband, Winkelspiegel und Etiketten ca. 1 Tag mit der Einmessung der Prüfungen und Vorbereitung der Aussaat beschäftigt, so erledigt das heute eine Person in wenigen Stunden mit verblüffender Genauigkeit. Die Auslösung des Saatguttrichters funktioniert einwandfrei und unabhängig vom Bodenzustand. Es hat Anfangsschwierigkeiten gegeben, aber im Nachhinein können wir sagen, der Aufwand hat sich gelohnt. Bereits während der Herbstaussaat haben wir eine erhebliche Erleichterung und Verbesserung der Aussaatarbeiten festgestellt. Unsere Planung, in 2011 das Lenksystem und die Parzellenplanung einzuführen und in 2012 mit der automatischen Auslösung der Sämaschinen zu beginnen konnten wir nicht einhalten. Bereits zur Herbstaussaat 2011 haben wir unsere Registerprüfungen mit automatischer Auslösung gedrillt, - ein entspanntes Arbeiten - wie unsere Mitarbeiterinnen sagen. Für 2012 ist eine weitere Sämaschine beschafft, so dass wir dann in der Lage sind auch die Wertprüfungen mittels GPS-Steuerung auszusäen. Abschließend möchte ich noch den Herrn Bönig, KWS; Herrn Bielfeld, KWS-Lochow; Herrn Rieger und Herrn Kranich, Nordsaat, wie insbesondere Herrn Zellner von der Saatenunion Grünseiboldsdorf danken. Sie alle haben uns in der Informationsphase bei Anrufen und Besuchen intensiv unterstützt mit Informationen, Argumenten und eigenen praktischen Erfahrungen.