Agrikultur-Monitoring

Multispektrale Kamera und LiDAR montiert auf einer Drohne
© Fraunhofer IPM
Drei multispektrale Kameramodule sind in einem kompakten Gehäuse mit zentraler Datenerfassung kombiniert. Ein LiDAR-Sensor ergänzt das ultraleichte Sensorsystem. Dank des geringen Gewichts sind vergleichsweise lange Flugzeiten möglich, sodass auch große Felder in einer Messkampagne erfasst werden können.
Kameramodul zur multispektralen Bildaufnahme
© Fraunhofer IPM
2D-Sensordaten, aufgenommen aus der Luft mit multispektralen Kameras. Der spektrale Fingerabdruck erlaubt es, die Vitalität jeder einzelnen Pflanze zu bestimmen und somit die Wasser- und Nährstoffversorgung optimal einzustellen.

Über Jahrhunderte verließ sich die Landwirtschaft auf Augenmaß und Erfahrung. Heute jedoch wirtschaften landwirtschaftliche Betriebe zunehmend auf der Grundlage wissenschaftlicher Erkenntnisse und moderner Technologie. Messtechnik kann einen Beitrag leisten, Landwirtschaft nach objektiven Kriterien effizienter zu gestalten und damit u.a. den Nahrungsbedarf einer wachsenden Weltbevölkerung zu decken. Optische Messungen aus der Luft ermöglichen es, große landwirtschaftliche Flächen schnell zu erfassen und anhand der Messdaten zu evaluieren. Konzepte wie das »Precision Farming« nutzen Daten aus Satelliten- oder Luftfernerkundung, um den Zustand von Nutzpflanzen über den sogenannten normalisierten differenzierten Vegetationsindex (Normalized Difference Vegetation Index, NDVI) zu beobachten und daraus Maßnahmen für eine optimale Bewirtschaftung abzuleiten. Solche Satelliten- oder Fernerkundungsdaten waren bisher vergleichsweise ungenau.  

Vitalität und Wuchshöhe von Pflanzen optisch bestimmen

Am Fraunhofer IPM entwickeln wir ultraleichte Kamerasysteme und LiDAR-Sensoren für den Einsatz auf UAV-Plattformen (Drohnen). Die Systeme liefern georeferenzierte Messdaten mit sehr hoher Auflösung. Bilder, aufgenommen mit multispektralen Kameras, geben Aufschluss über die Vitalität von Pflanzen. Aus geometrischen Messungen mithilfe von LiDAR-Sensoren lässt sich die Wuchshöhe von Pflanzen ableiten.

Fraunhofer-Leitprojekt COGNAC (Cognitive Agriculture)

Im Fraunhofer-Leitprojekt COGNAC haben wir gemeinsam mit sieben weiteren Fraunhofer-Instituten Technologien für einen »agricultural data space« entwickelt. Im Rahmen des Projekts entstand ein ultraleichtes multispektrales Kamerasystem für den Einsatz auf Drohnen. Die hochauflösenden Kamerabilder liefern Aufschluss über die Vitalität von Pflanzen. Ein LiDAR-Sensor misst gleichzeitig die Wuchshöhe der Pflanzen.