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Institut für Bio- und Geowissenschaften

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FieldLift


Die Phänotypisierung von Pflanzenpopulationen im Feld gewinnt zunehmend an Bedeutung, wenn es darum geht, die Anpassungsfähigkeit von Pflanzen an sich ständig verändernde Umweltbedingungen beurteilen zu können. Dementsprechend werden zur  Beobachtung und Kontrolle der Vegetation neue flexible Messsysteme benötigt, mit denen verschiedene Pflanzenparameter schnell und nicht-invasiv erfasst werden können.

Bild FieldLift 3(Abb. 1) FieldLift

Der FieldLift ist eine Sensorplattform (Abb. 1), in der gleichzeitig die Messung struktureller und funktioneller Eigenschaften des Kronendachs erfolgt. Hierzu können verschiedene Messtechniken wie z.B. 3-d, Hyperspektral- und Thermalsensoren genutzt werden. Zusätzlich bietet sich hier die Möglichkeit der Registrierung und Integration von Datensätzen aus verschiedenen Sensoren (Sensorfusion). Der FieldLift bietet ein hohes Maß an räumlicher Flexibilität, so dass Messungen aus einer Höhe von 1-10 m über dem Boden und horizontal an verschiedenen Stellen des Kronendachs durchgeführt werden können. Bislang wurde der FieldLift mit einem Stereokamera- und einem Hyperspektralkamera-System betrieben, allerdings sind weitere und größere Sensor- und Messtechniken denkbar, da der FieldLift eine Traglast von bis zu 200 kg besitzt.

Bild FieldLift 1(Abb. 2) Hyperspektral Kameras und bildliche Auswertungen mit FieldLift

Das hyperspektrale Kamerasystem (Abb. 2) besteht aus zwei Kameras und liefert räumlich und spektral aufgelöste Daten im Bereich des sichtbaren und Infrarot-Bereich des Lichts (400-2500 nm) mit einer spektralen Auflösung von 2.8 nm im VIS/NIR-Bereich und 10 nm im SWIR-Bereich. Hyperspektral-Bilder können z.B. zur Berechnung von Vegetationsindizes und zur Bestimmung von biophysikalischen Eigenschaften wie Chlorophyll- und Wassergehalt genutzt werden. Zusätzlich können diese Daten für die Berechnung der sonnen-induzierten Fluoreszenz (bei 760 nm) und damit der Charakterisierung dynamischer Prozesse innerhalb der Photosynthese verwendet werden (Abb. 2 zeigt eine sonnen-induzierte Fluoreszenzkarte für Zuckerrübenpflanzen).

Bild FieldLift 2(Abb. 3) Tiefenauswertung von Zuckerrüben mit Stereo Bildsystem montiert auf dem FieldLift

Strukturelle Eigenschaften des Kronendachs können mit einem Stereokamera-System erfasst werden (Abb. 3). Aus diesen Bilddaten werden Tiefenkarten berechnet  (Abb. 3 zeigt die Tiefenkarte einer Zuckerrüben-Population), welche wiederum als Basis für die Erstellung von 3-d Modellen des Kronendachs dienen. Aus diesen Daten lassen sich durch Modellierung der Blattorientierung weitere Parameter wie z.B. die Blattwinkelverteilung im Kronendach ableiten.

Zusatzinformationen

Eine Entwicklung aus dem Forschungsbereich

Ecosystem Dynamics

zu den Forschungsbereichen

Ecosystem Dynamics und

JPPC

                                            

Ansprechpartner FieldLift

Prof. Dr. Uwe Rascher

Benedikt Janssen

Angelina Steier

Dr. Mark Müller-Linow


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