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Corona-PRO

Corona-PRO

Entwicklung einer flugrobotergestützten Expertenplattform für einen präzisen Pflanzenschutz im Erwerbsobstbau

Projektkoordinator

Dr. Michael Pflanz und Dr. Michael Schirrmann
Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. (ATB), Potsdam
mpflanz@atb-potsdam.de

Verbundpartner

Kompetenzzentrum Obstbau-Bodensee (KOB)
CiS GmbH

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Das Projekt Corona-PRO entwickelte ein neues Verfahren zur räumlich-adaptiven Ausbringung von Pflanzenschutzmitteln (PSM) für den Erwerbsobstbau. Dazu wurde die Baumgeometrie von einzelnen Obstgehölzen und Fruchtwandabschnitten (Kronenhöhe und  volumen, Blattfläche) mittels hochauflösender automatisierter UAV-Luftbildaufnahmen errechnet. Ziel war es, die Struktur von Plantagen durch photogrammetrische Auswertung möglichst exakt digital zu rekonstruieren, um die Ausbringungsmenge an der Pflanzenschutzspritze durch Applikationskarten ortsspezifisch steuern zu können. Corona-PRO ist ein kartenbasierter Ansatz (Offline-Konzept). Hierdurch kann die Auswertung von Sensordaten an einen Dienstleister verlagert werden, der im Ergebnis Applikationskarten zur Verfügung stellt.

Ergebnisse

Der im Projekt entwickelte kartenbasierte Ansatz zur PSM-Ausbringung im Obstbau mittels Extraktion morphologischer Baumparameter aus UAV-Luftbildern wurde durch Applikationsversuche validiert und optimiert. Das Konzept der Expertenplattform Corona-PRO, die Prozesskette und prinzipielle Umsetzung eines adaptiven Pflanzenschutzes im Obstbau konnten belegt werden. Die gesamte Prozesskette von der Aufnahme bis zur Generierung von 3D-Modellen und Applikationskarten wurde mit Daten der Versuchsstandorte Bavendorf und Marquardt mehrmals durchlaufen, systematisch getestet, erweitert und teilweise automatisiert. Als Teil dieser Prozesskette wurden die Flugplanung von UAVs, die Datengenerierung und insbesondere die Extraktion von Baumparametern aus 3D-Punktewolken optimiert. Einige Teile der Prozesskette wurden angewendet, um den Einfluss der Bildinformationen (Auflösung, Bitrate, Kompression) auf die Qualität der generierten 3D-Punktewolken zu untersuchen. Dies wirkte sich auf die Genauigkeit der Applikationskarte aus und kann Rückschlüsse geben, in welchem Maß die Bildauflösung reduziert werden kann (z.B. bei größerer Flughöhe) ohne die Applikationssicherheit zu gefährden. Größere Flughöhen können die Flächenleistung einer Drohne erhöhen.

Darüber hinaus wurden im Projektverlauf Erkenntnisse über die Ableitung phänologisch veränderlicher Merkmale von Fruchtgehölzen gewonnen, um künftig Wachstumsprognosen und Ernteschätzungen geben zu können.

Verwertung

Um ein grundlegendes Verständnis über die physiologischen Veränderungen mehrjähriger Phytosysteme aufbauen zu können, ist die Etablierung räumlich und zeitlich hochauflösender Monitoringsysteme unentbehrlich. Hierbei wird Corona-PRO einen wissenschaftlich begutachteten Beitrag leisten (Open Access-Veröffentlichung im Journal Remote Sensing). Durch den Austausch und die Diskussion der Forschungsergebnisse sind folglich neue wissenschaftliche Kooperationen innerhalb und außerhalb des ATB zu erwarten. Für die Einführung in die obstbauliche Praxis konnte gezeigt werden, dass photogrammetrische Modelle von Baumstrukturen sinnvoll und zielführend eingesetzt werden können, um Pflanzenschutzmittel exakt und nachhaltig auszubringen.

Broschüre: Poster Corona-PRO
Dokumenttyp: PDF Dokumentgröße: 860 KB

Broschüre Beschreibung:

Flugroboter gestützte Baumhöhenbestimmung zur Erstellung von Applikationskarten im Obstbau