Würzburg, Germany
March 12, 2020
The Würzburg researcher Dr. Christian Hüttich (5th from left) with the AgriSens project team and Federal Minister of Agriculture Julia Klöckner in Berlin. (Image: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft / Felix Zahn, photothek.net)
Whether for soil cultivation, fertilisation or irrigation: Satellite data can be helpful for agriculture. A new german research network is cooperating with farmers to make these data usable.
Germany is getting a lot of rain in these days of March. Farmers who want to cultivate their fields are therefore faced with an important question: How wet is it in the fields? Can they be driven over with heavy equipment or is it better to wait and see?
In this case it would be ideal to send a drone with special sensors across the field. And to quickly generate maps from the data obtained, which the farmer can then use on his cell phone or laptop to assess the soil moisture on his fields on a small scale.
Ministry gives 3,7 million euros
This is just one of the scenarios that the new AgriSens research network is working on. Together with farmers, the scientists involved have defined various applications in which digital technologies would be helpful. These include planning irrigation or making harvest forecasts using satellite data.
The starting signal for the network was given by the German Minister of Agriculture, Julia Klöckner, on March 9, 2020 in Berlin: She presented the funding decisions to the project managers. This is because the ministry is supporting AgriSens with 3.7 million euros over the next three years.
Processing and managing huge amounts of data
165,000 euros of this will go to the Remote Sensing Department of Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU) in Bavaria, Germany. Here, Dr. Christian Hüttich is the project manager: "We are working towards exploiting the full potential of the huge amounts of data coming from Earth observation satellites. We want to create an infrastructure with which these data can be processed as quickly as possible so that they can be used by farmers".
Some satellites send data to earth once a week, others even daily. It is important to steer this flood of information into the right orbit and combine it with data collected on the ground. Structure and system must be brought into this process. In doing so, the JMU team is also breaking new ground: "For the first time, we want to bring the remote sensing data into a cloud in which it is also available to all other project participants", explains Hüttich.
Research and agriculture: The partners in the network
The research association "AgriSens DEMMIN 4.0 (Remote Sensing Technologies for Digitisation in Crop Production)" is coordinated by the GFZ German Research Centre for Geosciences in Potsdam. Other participants are the German Aerospace Center DLR at the locations Neustrelitz, Oberpfaffenhofen and Jena, Julius Kühn Institute Braunschweig, German Weather Service, Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, Friedrich-Schiller-Universität Jena, Julius-Maximilians-Universität Würzburg and the University of Applied Sciences Neubrandenburg.
Also on board are farms from the Demmin area in the region of Mecklenburg-Western Pomerania and other partner farms in Germany. In Demmin, GFZ and DLR maintain experimental fields where they develop and test new technologies together with farmers.
Creating low-threshold services for farmers
Dr. Daniel Spengler coordinates the AgriSens project at GFZ Potsdam: "Remote sensing data provide rich data treasures that can give farmers important information as a basis for decisions on measures such as fertilisation, sowing or soil cultivation. At present, the hurdle to use these data is unfortunately far too high for many farmers. This applies above all to access to the data, its use in a wide range of software solutions and confusing market offerings. We would like to offer low-threshold solutions here."
Digitale Tools für die Landwirtschaft
Ob für Bodenbearbeitung, Düngung oder Bewässerung: Satellitendaten können für die Landwirtschaft hilfreich sein. Ein neuer Forschungsverbund arbeitet gemeinsam mit Landwirten daran, diese Daten nutzbar zu machen.
Deutschland bekommt in diesen Märztagen viel Regen ab. Landwirte, die ihre Felder bestellen wollen, stehen darum vor einer wichtigen Frage: Wie nass ist es auf den Äckern? Kann man sie mit schwerem Gerät befahren oder sollte man besser abwarten?
Für diesen Fall wäre es ideal, eine Drohne mit speziellen Sensoren über die Flur zu schicken. Und aus den gewonnenen Daten schnell Karten zu erzeugen, anhand derer der Landwirt auf dem Handy oder Laptop die Bodenfeuchte auf seinen Äckern kleinräumig beurteilen kann.
Aus Satellitendaten erzeugtes Bild einer Agrarlandschaft in Norddeutschland vom Februar 2020. Auf den Feldern wächst Winterweizen: Je intensiver das Grün ist, umso vitaler sind die Pflanzen.
Ministerium gibt 3,7 Millionen Euro
Das ist nur eines der Szenarien, an deren Realisierung der neue Forschungsverbund AgriSens arbeitet. Die beteiligten Wissenschaftler haben gemeinsam mit Landwirten verschiedene Anwendungsfälle definiert, in denen digitale Technologien hilfreich wären. Dazu gehören unter anderem das Planen der Bewässerung oder das Erstellen von Ernteprognosen mit Hilfe von Satellitendaten.
Den Startschuss für den Verbund setzte Bundeslandwirtschaftsministerin Julia Klöckner am 9. März 2020 in Berlin: Sie überreichte den Projektverantwortlichen die Förderbescheide. Denn das Ministerium unterstützt AgriSens in den kommenden drei Jahren mit 3,7 Millionen Euro.
Riesige Datenmengen verarbeiten und lenken
165.000 Euro davon gehen an den Lehrstuhl für Fernerkundung der Julius-Maximilians-Universität Würzburg (JMU). Hier ist Dr. Christian Hüttich als Projektleiter zuständig: „Wir arbeiten darauf hin, das volle Potenzial der riesigen Datenmengen auszuschöpfen, die von Erdbeobachtungssatelliten kommen. Wir wollen eine Infrastruktur schaffen, mit der diese Daten möglichst schnell so prozessiert werden, dass sie für Landwirte nutzbar werden.“
Manche Satelliten schicken einmal in der Woche Daten zur Erde, andere sogar täglich. Es gilt, diese Informationsflut in richtige Bahnen zu lenken und sie mit Daten zu kombinieren, die am Boden erhoben werden. In diesen Prozess müssen Struktur und System gebracht werden. Dabei betritt das JMU-Team auch Neuland: „Erstmals wollen wir die Fernerkundungsdaten in eine Cloud bringen, in der sie auch allen anderen Projektbeteiligten zur Verfügung stehen“, erklärt Hüttich.
Forschung und Landwirtschaft: Die Partner im Verbund
Der Forschungsverbund „AgriSens DEMMIN 4.0 (Fernerkundungstechnologien für die Digitalisierung im Pflanzenbau)“ wird vom Deutschen GeoForschungsZentrum GFZ Potsdam koordiniert. Weitere Beteiligte sind das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt DLR an den Standorten Neustrelitz, Oberpfaffenhofen und Jena, das Julius-Kühn-Institut Braunschweig, der Deutsche Wetterdienst, die Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg, die Friedrich-Schiller-Universität Jena, die Julius-Maximilians-Universität Würzburg und die Hochschule Neubrandenburg.
Mit im Boot sind auch Landwirtschaftsbetriebe aus dem Raum Demmin in Mecklenburg-Vorpommern sowie weitere Partnerbetriebe in Deutschland. In Demmin unterhalten GFZ und DLR Experimentierfelder, auf denen sie gemeinsam mit Landwirten neue Technologien entwickeln und erproben.
Niedrigschwelliges Angebot für Landwirte schaffen
Am GFZ Potsdam koordiniert Dr. Daniel Spengler das Projekt AgriSens: „Fernerkundungsdaten liefern reiche Datenschätze, die Landwirten wichtige Informationen als Entscheidungsgrundlage für Maßnahmen zum Beispiel in der Düngung, der Aussaat oder der Bodenbearbeitung geben können. Aktuell ist die Hürde, diese Daten zu nutzen, für viele Landwirte leider viel zu hoch. Das betrifft vor allem den Zugang zu den Daten, die Nutzung in einer Fülle von Softwarelösungen und unübersichtlichen Angeboten des Marktes. Wir möchten hier niedrigschwellige Lösungen anbieten.“
Zur Person: Dr. Christian Hüttich
Christian Hüttich hat an der Universität Jena Geographie, Geoinformatik und Fernerkundung studiert. Als Doktorand forschte er von 2007 bis 2011 an der JMU. Danach arbeitete er sieben Jahre lang wieder in Jena – an der Universität und in einem Unternehmen der Luft- und Raumfahrt. 2018 kam er dann an die JMU zurück. Hier vertrat er zuerst eine Professur für Fernerkundung, aktuell ist er wissenschaftlicher Mitarbeiter. Mit den Fördermitteln aus dem Projekt AgriSens kann er eine weitere wissenschaftliche Stelle besetzen.
Weitere Informationen:
https://www.geographie.uni-wuerzburg.de/fernerkundung/personen/dr-christian-huet... Webseite Dr. Christian Hüttich
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