Fallstudie: Bewertung von Wetterschäden an Getreidekulturen mittels Drohne
Einleitung
Um die Wirksamkeit und Sicherheit von Biostimulanzien, Düngemitteln und Pflanzenschutzmitteln zu gewährleisten, werden während des gesamten Lebenszyklus der betreffenden Kultur Feldversuche durchgeführt. Vor diesem Hintergrund müssen zertifizierte Prüfzentren verschiedene Analysen durchführen, um die Wirksamkeit dieser Produkte zu überprüfen und die Unterschiede zwischen den einzelnen getesteten Produkten herauszustellen.
Bei Getreidekulturen, die zur Futtergewinnung angebaut werden, gehören unter anderem die Höhe und die Biomasse der einzelnen Parzellen zu den zu analysierenden Parametern. Derzeit werden diese Parameter durch direkte Messungen im Feld bewertet: Die Höhe jeder Parzelle wird mit einem herkömmlichen Maßband gemessen, während die Biomasse jeder Parzelle durch Mähen der Vegetation und anschließendes Wiegen ermittelt wird. All diese Methoden sind punktuell, subjektiv (sie hängen davon ab, wer die Messung durchführt) und/oder destruktiv, mit hohen Kosten und langen Erhebungszeiten. Der Einsatz von Drohnen als agronomisches Erhebungs- und Überwachungsinstrument kann den Fachleuten helfen, diese und viele weitere Parameter objektiver und umfassender zu bewerten, wie zum Beispiel Vegetations- und Wasserstressindizes. Durch mehrere Flüge im Zeitverlauf lassen sich zudem Zeitreihen erstellen, die die Veränderungen der verschiedenen biometrischen und biophysikalischen Parameter im Laufe der Zeit aufzeigen.
Fallstudie
Im Auftrag eines Kunden führten wir einen Drohnenflug über 60 Gerstenparzellen von jeweils etwa 10 m² durch. Die Flughöhe wurde auf 30 Meter festgelegt, wobei einfache RGB-Fotos mit einer frontalen und seitlichen Bildüberlappung von 85 % aufgenommen wurden.
Durch die Analyse der aufgenommenen Bilder war es möglich, die digitalen Geländemodelle der Parzelle (DSM und DTM) zu rekonstruieren, in denen verschiedene Biostimulanzien getestet wurden. Auf diese Weise wurden das Biomassevolumen jeder einzelnen Parzelle sowie die Höhen an jedem Punkt ermittelt (Abb. 1), woraus sich die durchschnittliche Höhe jeder geprüften Parzelle ergab.
Abb. 1: Von links nach rechts: RGB-Karte; Höhenkarte; Volumenkarte pro Parzelle.
Leider wurde das Versuchsfeld einige Tage vor der Erhebung von einem Unwetter getroffen, das in mehreren Bereichen des Versuchs zu Lagerbildung führte. Dank der ferngesteuert erfassten Bilder konnte der Anteil der Lagerbildung ermittelt werden. Da jeder Vegetationsbereich unter 60 cm als gelagert galt, wurde eine „Lagerkarte” erstellt, die anschließend zur Bewertung des Anteils an gelagerter Gerste in jeder einzelnen Parzelle des Versuchs verwendet wurde (Abb. 2).
Abb. 2: Von links nach rechts: RGB-Karte; Lagerkarte; Karte des Lageranteils in Prozent pro Parzelle.
Schlussfolgerungen
Dank des Einsatzes der Drohnen-Fernerkundung und der Auswertung der erfassten Daten konnte die für die Feldmessungen benötigte Zeit verkürzt werden, wobei die Höhen und Volumina der einzelnen Parzellen korrekt geschätzt wurden.
Es sei betont, dass durch die Durchführung mehrerer Erhebungen im Laufe einer Vegetationsperiode ein Datenverlauf erstellt werden kann, der sich zur Bewertung und konkreten Erfassung der zeitlichen Entwicklungsunterschiede der einzelnen Parzellen eignet.
Darüber hinaus konnte der Schaden, der durch die vom Wetterereignis verursachte Lagerbildung entstand und den Versuch beeinträchtigte, präzise bewertet werden – eine sehr nützliche Funktion, um den Schadensanteil sowohl gegenüber dem Landwirt als auch gegenüber den für die Schadensregulierung in der Landwirtschaft zuständigen Stellen (z. B. bei Wildschäden) zahlenmäßig und objektiv nachzuweisen.