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PAM 3D

PAM 3D

Integration von Hangneigungsauflagen in den Pflanzenschutz-Anwendungs-Manager

Projektkoordinator

Dr. Stephan Estel
Zentralstelle der Länder für EDV-gestützte Programme und Entscheidungshilfen im Pflanzenschutz (ZEPP), Bad Kreuznach
estel@zepp.info

Verbundpartner

Informationssystem Integrierte Pflanzenproduktion e.V.
John Deere GmbH & Co. KG
Julius Kühn-Institut Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen
Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft e.V.

Projektbeschreibung in FISA

Zum Forschungsinformationssystem Agrar und Ernährung (FISA)

Ziel

Laut aktueller Gesetzgebung muss bei Anwendung von Pflanzenschutzmitteln entlang gewässernaher Schläge mit einer Hangneigung von mehr als 2 % ein 5 bis 20 m breiter, bewachsener Randstreifen angelegt werden. Alternativ können auch Mulch- oder Direktsaatverfahren und Auffangsysteme genutzt werden (siehe Abbildung 1).

Obwohl Hangneigungsauflagen bußgeldbewehrt und CC-relevant sind, gibt es derzeit keinerlei Instrumente, die eine nachvollziehbare und kostengünstige Berechnung der Hangneigung ermöglichen. Das Projekt PAM 3D hat zum Ziel, eine praxistaugliche Anwendung für die automatisierte und teilflächenspezifische Berechnung der Hangneigung zu entwickeln. Der geplante, webfähige Hanglagenservice soll ermitteln, ob bei gegebener Hangneigung und gewähltem Pflanzenschutzmittel ein Gewässerrandstreifen notwendig ist und wenn ja, diesen berechnen und mittels Web-Viewer darstellen. Hierzu sollen alle relevanten Höhendaten aus verschiedensten Quellen (Satelliten-, Laser-, Traktor- und Drohnendaten) hinsichtlich ihrer Eignung analysiert und für den Hanglagenservice aufbereitet werden. Weiterhin soll eine Anbindung an den bereits bestehenden PAM-Services erfolgen. Dieser wurde 2015 von der DLG mit Gold prämiert und ermöglicht schon jetzt die Einhaltung von Abstandsauflagen durch die Berechnung von Randstreifen und maschinenlesbare Applikationskarten. Über PAM 3D werden so die für die Berechnung der Hangneigung erforderlichen Höhendaten in den PAM-Service integriert.

Ergebnisse

Die Auswertung der Höhendaten ergab, dass die amtlichen Laserdaten, sofern frei verfügbar, die genauesten und kostengünstigsten Höhenmodelle liefern (siehe Abbildung 2). Neben der hohen Auflösung und Lage- und Höhengenauigkeit ist ihre Eigenschaft Vegetation zu durchdringen ein entscheidender Vorteil gegenüber anderen Höhendaten. Ist ein GNSS- Spurlenksystem vorhanden und wird ein Echtzeit-Positionierungs-Service verwendet, stellen Traktordaten eine adäquate Alternative zu kostenpflichtigen Laserdaten dar. Drohnendaten liefern ebenfalls hochwertige Höhenmodelle, erfordern jedoch ein hohes Maß an technischem Verständnis und Kenntnisse des Luftrechts. Satellitendaten sind zwar oft frei verfügbar, weisen jedoch i. d. R. eine geringe Detailschärfe sowie Höhengenauigkeit auf. Zudem kann nicht ermittelt werden, ob ein Schlag zum Aufnahmezeitpunkt vegetationsfrei gewesen ist, woraus sich weitere Unsicherheiten für die Berechnung der Hangneigung ergeben.

Für PAM 3D wurde ein intelligenter Algorithmus entwickelt, der die Hangneigung ausgehend von der Böschungsoberkante des Gewässers in regelmäßigen Abständen berechnet. Diese Methode ermöglicht im Unterschied zum einfachen Feldmittelwert die Beurteilung von Teilflächen bzw. Risikozonen des Schlages. Dies ist vor allem dann interessant, wenn nur geringe Anteile des Schlages tatsächlich abfluss- oder erosionsgefährdet sind.

Verwertung

Nach Projektende kann in 2021 von einer kommerziellen Verfügbarkeit des Web-Service ausgegangen werden. Im Ergebnis wird dem Nutzer ein Web-Service zur Verfügung stehen, der es ihm ermöglicht mit Höhendaten aus verschiedenen Quellen gesetzliche Abstands- und Hangneigungsauflagen automatisiert und nachvollziehbar zu erfüllen. PAM 3D kann so zu einer nachhaltigeren Anwendung von Pflanzenschutzmittel führen und wird zu einer Schonung angrenzender Gewässer und Saumbiotope beitragen.