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AGRISENS-DEMMIN 4.0 - FERNERKUNDUNGSTECHNOLOGIEN
FÜR DIE DIGITALISIERUNG IM PFLANZENBAU


Daten von Fernerkundungssensoren auf Satelliten, Flugzeugen und Drohnen können
es landwirtschaftlichen Betrieben zukünftig ermöglichen, ihre Produktivität zu
steigern und gleichzeitig Umwelt und Biodiversität zu schonen.
Über AgriSens


PRAXISBEISPIELE


KOMPETENZEN


KONSORTIUM

Die Landwirtschaft steht im Zuge des globalen Wandels vor zahlreichen
Herausforderungen wie dem Klimawandel, der räumlich-zeitlichen Verfügbarkeit von
Wasserressourcen und der Veränderung von Ökosystemen sowie dem zunehmenden
Nahrungsmittelbedarf aufgrund der steigenden Bevölkerungszahl bei gleichzeitiger
Verknappung der landwirtschaftlichen Flächen.



Das Experimentierfeld DEMMIN (Durable Environmental Multidisciplinary Monitoring
Information Network) liegt ca. 180km nördlich von Berlin im Bundesland
Mecklenburg-Vorpommern im nordostdeutschen Tiefland. Die heutige
Jungmoränenlandschaft mit ihren zahlreichen Seen und Mooren ist geprägt von
typischen periglazialen Landschaftselementen wie ausgedehnten, flachen
Sandflächen, Hügeln und Senken. DEMMIN wird seit etwa 20 Jahren als
Kalibrations- und Validationstestfeld für Fernerkundungsdaten durch das Deutsche
Zentrum für Luft- und Raumfahrt betrieben und ist u.a. ausgestattet mit 43
Umweltmesstationen, 63 Bodenfeuchtestationen, einem Lysimeterhexagon, einer
Eddy-Kovarianz-Messstation sowie einem Forschungskran. Seit 2011 ist es zudem
Teil des TERENO Observatoriums Nordost des Deutschen GeoForschungsZentrum
Potsdam. DEMMIN ist weiterhin das einzige deutsche Testgebiet im Joint
Experiment of Crop Assessment and Monitoring (JECAM). Durch langjährige
Forschungsaktivitäten und seine nationale und internationale Vernetzung eignet
sich DEMMIN hervorragend als Testgebiet für das Projekt AgriSens - DEMMIN 4.0.
Darüber hinaus werden weitere Standorte in Sachsen-Anhalt und Niedersachsen als
Vergleichsstandorte eingebunden, um die Übertragbarkeit entwickelter Verfahren
testen zukönnen.



Fernerkundungstechnologien für die Digitalisierung im Pflanzenbau.

Ökonomischen, sozialen und ökologischen Mehrwert durch Digitalisierung

Produktivität steigern - Umwelt und Biodiversität schonen.

Fernerkundungstechnologien für die Digitalisierung im Pflanzenbau.







UNSERE MISSION


AgriSens-DEMMIN 4.0 dient der Nutzung von Geoinformation im Pflanzenbau. Wir
identifizieren konkrete Anwendungen für Fernerkundungsdaten, um Praxisfragen des
Pflanzenbaus mit digitalen Verfahren zu beantworten. Wir gestalten bewährte
Methoden weiter und entwickeln neue Lösungsansätze. Das nützt der Landwirtin,
dem Landwirt, der Landwirtschaft und der Gesellschaft.


SCHAFFUNG NIEDERSCHWELLIGER ANGEBOTE FÜR DIE LANDWIRTE

Das Projekt zielt darauf, Landwirtinnen und Landwirten Datensätze zur Verfügung
stellen zu können, die sie als wichtige Information für ihre Arbeit erachten.
Diese Informationen dienen als Entscheidungsgrundlage für Maßnahmen wie Düngung,
Aussaat oder Bodenbearbeitung.
   
Info Flyer AgriSens



AGRISENS KONSORTIUM



Gemeinsam mit Landwirtinnen und Landwirten sowie unseren Partnern vom DLR
erarbeiten wir ein Informationsprodukt zu Minderertragsflächen in der
Pflanzenproduktion, welches eine Karte, szenarienbasierte
Bewirtschaftungsempfehlungen und Unsicherheitsangaben umfasst. Neuartig wird
dabei die Einbindung ortsgebundenen Wissdas mittels der zu entwickelnden App
„FieldMApp“ digital erfasst wird. Das Produkt soll als Entscheidungshilfe zur
ökologisch und ökonomisch nachhaltigen Bewirtschaftung von Feldern dienen. Zudem
wird es als Vorab-Information in ein satellitengestütztes Modell zur Ableitung
von Pflanzenkenngrößen eingebaut, die bei der Ertragsabschätzung
Berücksichtigung finden sollen. 
www.uni-jena.de
‍
Wir verknüpfen im Projekt die gemessenen Daten an den Wetterstationen im
Experimentierfeld DEMMIN mit agrarmeteorologischen Wirkmodellen und binden dabei
auch Fernerkundungsinformationen ein, um der Landwirtschaft kleinräumige und
zielsichere digitale Beratungsinformationen für eine ökonomisch sinnvolle und
ökologisch nachhaltige integrierte Pflanzenproduktion bereitzustellen. Dabei
bieten wir im Projekt auch unsere dienstleistende Position für andere
Projektmitglieder, wenn für weitere Aufgaben agrarmeteorologische Informationen
benötigt werden.
www.dwd.de
‍
Am Deutschen GeoForschungsZentrum (GFZ) koordinieren wir das digitale
Experimentierfeld AgriSens-DEMMIN 4.0. Darüber hinaus entwickeln wir
grundlegende Methoden zur synergetischen Nutzung von Fernerkundungsdaten
unterschiedlicher Sensorsysteme und Skalen. Zeitreihen dieser Daten werde in
Verbindung mit den Messungen am Boden zur Ableitung von für die Landwirtschaft
relevanten Informationsprodukten genutzt. Forschende des GFZ sind dabei unter
anderem am Anwendungsfall "Bewässerung" beteiligt.
Mit Hilfe des Helmholtz Innovation Lab FERN.Lab am GFZ sollen die dabei
entwickelten Lösungen in die Praxis überführt werden.
www.gfz-potsdam.de
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR) ist mit zwei Instituten
und mit der Großanlage DEMMIN beteiligt. Am Deutschen Fernerkundungsdatenzentrum
(DFD) des DLR entwickeln wir Informationsprodukte zum Zustand und der Dynamik
des Pflanzenbestandes aus Satellitendatenzeitreihen. Diese umfassen unter
anderem die Kartierung von Kulturarten aus hochaufgelösten (10 m)
Satellitenzeitreihen und die Detektion von großflächigen Vegetationsanomalien
sowie feldfruchtspezifischen, lokalen Vitalitätsdefiziten. Diese
Informationsprodukte werden für die landwirtschaftliche Nutzung optimiert, in
Modelle integriert und dienen als Grundlage für verschiedene Anwendungsfälle des
Projektes. Zudem erfolgt eine fernerkundungsgestützte Bodenkartierung deren
Detailgrad durch Einbindung der lokalen Landwirtschaft verbessert wird, um
Minderertragsflächen abzuleiten. Am Institut für Datenwissenschaften des DLR
arbeiten wir mit Stakeholdern aus landwirtschaftlichen Beratungsunternehmen und
mehreren Ackerbaubetrieben sowie unseren Projektpartnern vom DFD und der
Friedrich-Schiller-Universität (FSU) Jena zusammen. Dafür entwickeln wir die
FieldMApp – eine Anwendung (App) für mobile Endgeräte. Diese ermöglicht
Landwirtinnen und Landwirten die digitale Erhebung lokalen Wissens, z. B. die
Erfassung der Eigenschaften von Minderertragsflächen während der
Bewirtschaftung.
www.dlr.de
‍
Wir erfassen die Ausgangslage zur Digitalisierung in unterschiedlichen
Praxisbetrieben und erwartete ökonomische Aspekte der Nutzung von Geodaten
(Satelliten-, Drohnen- und Luftbilder) im Ackerbau in Mecklenburg-Vorpommern.
Dazu führen wir umfangreiche Befragungen auf Betrieben durch und erstellen zu
verschiedenen Terminen Luftbilder von ausgewählten Ackerflächen, die wir am
Boden gezielt überprüfen. In gemeinsamen Gesprächen mit den Landwirtinnen
undLandwirten werten wir die aktuellen Luftbilder aus und entwickeln Strategien
zur Anwendung und Interpretation der gewonnenen Erkenntnisse. Im Ergebnis
entstehen Schulungsmaterialien zur Geodatennutzung im Pflanzenbau für die
landwirtschaftliche Praxis. Die Erkenntnisse der Untersuchungen gehen auch in
die Arbeitspakete der Projektmitglieder ein.
www.hs-nb.de
‍
Das Forschungszentrum für Landwirtschaftliche Fernerkundung (FLF) des Julius
Kühn-Institut (JKI) beschäftigt sich seit vielen Jahren mit den
Nutzungsmöglichkeiten von Fernerkundungsdaten für landwirtschaftliche
Fragestellungen. Im Experimentierfeld „AgriSens-DEMMIN 4.0“ leitet das FLF im
Vorhaben den Anwendungsfall „Ertragsabschätzung und Betriebsmitteleinsatz“. Ziel
des Anwendungsfalls ist es, Grenzen und Möglichkeiten für eine nachhaltigere
Bewirtschaftung mittels innovativer digitaler Technologien auszuloten. Konkret
sollen die Möglichkeiten zur Optimierung des Betriebsmitteleinsatz auf Basis von
regelmäßigen Ertragsabschätzungen aus Satellitendaten untersucht werden. 
www.julius-kuehn.de
‍
Das Institut für Geowissenschaften und Geographie der Martin-Luther-Universität
Halle bearbeitet im Rahmen des Projektes die Anwendungsfälle „Steinerfassung“
und „Bewässerung“. Für beide Anwendungsfälle werden Fernerkundungsdaten genutzt,
wie Satellitenbilder, aber auch Drohnenbilder, um Informationen zur räumlichen
Anordnung oder Verteilung von Bodenparametern und Reliefinformationen für die
jeweiligen Ziele nutzbar zu machen. Die übergeordneten Ziele sind eine
effizientere Betriebsmittelnutzung und nachhaltige Nutzung der Ressource Wasser,
um durch den innovativen Einsatz digitaler Technologien eine nachhaltigere
Pflanzenproduktion zu unterstützen.
www.uni-halle.de
‍
Die Arbeitsgruppe Erdbeobachtung an der Julius-Maximilians-Universität Würzburg
(in Kooperation mit dem DLR) fokussiert sich in einem interdisziplinären Team
auf die Themenfelder der geographischen Fernerkundung unter Einsatz moderner
Erdbeobachtungstechniken und Data Science Ansätze. Im Fokus stehen die Anwendung
von Satellitenzeitserien sowohl aus optischen als auch aus Radar-Satelliten zur
Erfassung und Bewertung dynamischer Landveränderungen. Es werden
Forschungsfragen zur Beobachtung der Biodiversität in Schutzgebieten,
Waldökosystemen, in der Agrarlandschaft und im Siedlungsraum bearbeitet. Ein
weiterer Schwerpunkt liegt in der Entwicklung von Cloud-basierten Big Data
Architekturen zum Geodatenmanagement, der Bereitstellung von analysefertigen
Erdbeobachtungsdaten und der Entwicklung von Landbedeckungsinformationen und
biophysikalischen Parametern.
www.uni-wuerzburg.de
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