Verbesserungen in der Landwirtschaft durch Satellitendaten

Wie sich in aktuellen Debatten und Protesten zeigt, sind es bewegte Zeiten für die Landwirtschaft in Deutschland. Doch es gibt auch Entwicklungen, die das Leben der Landwirte erleichtern und deren Erträge erhöhen können. Durch moderne Techniken im Bereich der Satellitenfernerkundung und die enorme Leistungsfähigkeit heutiger Computersysteme lassen sich landwirtschaftliche Flächen effizient analysieren und zusätzliche Informationen gewinnen. Einen Einblick in diese Thematik gab am vergangenen Donnerstag Damian Bargiel, Professor für angewandte Geoinformatik an der Hochschule Geisenheim, mit seinen Vortrag „Einsatz moderner bildgebender Satellitendaten und künstlicher Intelligenz in der Landwirtschaft“, den er im Rahmen der Vortragsreihe des Fördervereins GIZ am Geodätischen Observatorium Wettzell hielt.

Während das menschliche Auge nur Rezeptoren für die Farben rot, grün und blau besitzt, können mit Satelliten praktisch alle Farbspektren und auch elektromagnetische Wellen weit außerhalb der menschlichen Wahrnehmungsschwelle wie z.B. Infrarotstrahlung detektiert werden. Neben diesen passiven Sensoren gibt es auch Radarsatelliten, die die Erde permanent aktiv scannen. Aus der Gesamtheit dieser Daten können Bilder der Landschaft erstellt werden, aus denen z.B. Geländestruktur und Bepflanzung mit unterschiedlichen Feldfrüchten erkennbar wird.

All diese Daten werden im Rahmen des europäischen Weltraumprogramm „Copernicus“ mit den sogenannten „Sentinel“-Satelliten erzeugt. Damit wird wöchentlich ein Abbild der gesamten Erdoberfläche in unterschiedlichen Spektren und mittels Radar erstellt. Aus den Messungen lassen sich nicht nur Rückschlüsse auf den Zustand landwirtschaftlicher Flächen ziehen, sondern auch Bodenbewegungen erkennen, die Temperatur von Meeres- und Landoberflächen ermitteln, der Atmosphärenzustand abschätzen und vieles mehr. Durch die regelmäßige Ausmessung der gesamten Erdoberfläche kann insbesondere die Veränderung all dieser Beobachtungsobjekte detektiert werden. Sämtliche gewonnene Daten der Sentinel-Satelliten werden von der europäischen Weltraumagentur ESA veröffentlicht und stehen allen Menschen frei zur Verfügung. Die Datenmengen, die bei solchen Erdbeobachtungsprogrammen anfallen sind jedoch inzwischen so groß – alleine in den letzten fünf Jahren haben sie sich vervierfacht –, dass sie nicht mehr von Hand, sondern nur noch maschinell ausgewertet werden können. Einen wesentlichen Gewinn bringt hierbei der Einsatz von künstlicher Intelligenz, deren Algorithmen durch Feldbegehungen angelernt und stetig verbessert werden.
 
Aus der Überwachung von Agrarflächen mit Satelliten ergeben sich einige Möglichkeiten, die die traditionelle Bewirtschaftung der Flächen gut ergänzen. Durch die maschinelle Auswertung kann selbst bei riesigen Flächen der Überblick z.B. über Reifegrad und potenzielle Schäden behalten werden – ein schwedischer Kunde von Bargiel besitzt beispielsweise 55.000 Hektar Land in der Ukraine. Es können aber auch Rückschlüsse auf den Zustand der Felder geschlossen werden, die Menschen aufgrund der eingeschränkten Sinne grundsätzlich verwehrt sind. So zeigen sich z.B. in Aufnahmen im Infrarotbereich erste Anzeichen von Pilzbefall von Zuckerrüben schon etliche Tage bevor dies mit dem menschlichen Auge erkennbar wäre.

An dieser Stelle kommt das Projekt „DIWAKOPTER“ der Hochschule Geisenheim ins Spiel. Dabei wird eine Drohne, die mit einer Spritzanlage für Pflanzenschutzmittel ausgestattet ist, direkt zu den befallenen Stellen des Feldes geschickt, die sich auf den Satellitendaten bemerkbar machen. Damit eröffnet sich die Möglichkeit, einen Krankheitsbefall von Feldfrüchten frühzeitig und zielgenau zu identifizieren und unter minimalen Einsatz von Pestiziden zu bekämpfen – eine Anforderung, die laut Bargiel von den meisten Landwirten sehr erwünscht, aber in der Praxis oft nur schwer umsetzbar sei.

Ein wichtiges Anliegen war Herrn Bargiel Landwirten zu verdeutlichen, dass nicht nur ihre Felder, sondern auch Daten wie Ertragswerte etc., Eigentum der Bauern und durchaus Geld wert sind. Bargiels Unternehmen CORAmaps GmbH z.B. entlohne Landwirte für ihre Daten und niemand, auch nicht Hersteller von Landmaschinen, habe das Recht, gewonnene Daten ohne Genehmigung oder gar ohne Wissen der Landwirte zu nutzen. Dass moderne Maschinen für die Landwirtschaft nicht auf die Ausleitung solcher teilweise recht wertvollen Daten geprüft werden und Käufer keine Kenntnis darüber erlangen könnten, betrachtet er als großen Missstand, den es dringend zu beheben gilt.