Feldmessungen aus dem Home Office?

Bald möglich mit unserem automatischen Drohnensystem

Drohne auf der Landeplattform
Unsere Drohne auf der Landeplattform innerhalb des Hangars.
Forschungszentrum Jülich (IBG-3)/Carsten Montzka

Immer mehr Unternehmen setzen unbemannte Fluggeräte (UAVs, Drohnen) zur Überwachung ihrer Prozesse ein, und nur wenige arbeiten inzwischen mit einem hohen Automatisierungsgrad. Neben der Paketzustellung und der Erfassung von Lagerbeständen wird auch die Vegetation neben Bahngleisen von autonomen UAVs überwacht, die einer vorprogrammierten Flugbahn folgen und Hindernisse umfliegen können. Ein menschlicher Drohnenpilot ist derzeit nur aus Sicherheitsgründen notwendig. Warum also nicht solche automatischen UAVs bei der Erkennung von Böden und Nutzpflanzen einsetzen?

Automatisiertes Drohnensystem auf Anhänger
Das automatisierte Drohnensystem auf einem Anhänger während eines Experiments auf dem TERENO Testfeld in Selhausen.
Forschungszentrum Jülich (IBG-3)/Carsten Montzka

Landwirte können in Echtzeit Daten über Nutzpflanzen sammeln, Unregelmäßigkeiten so früh wie möglich erkennen und fundierte Entscheidungen über den Einsatz von Düngemitteln, Pestiziden, Herbiziden und der Bewässerung treffen. Mit unserem automatischen UAV sind wir in der Lage, räumlich verteilte Messungen von Pflanzen- und Bodeneigenschaften aus der Ferne durchzuführen, z.B. auf unseren TERENO-Testfeldern (Selhausen, Rollesbroich, Wüstebach). Das System besteht aus einem klimatisierten Hangar, der das Drohnensystem vor Beschädigungen und Witterungseinflüssen schützt und die Drohne zwischen den Flügen auflädt. Um bei der Auswahl der Beobachtungsstandorte flexibel zu sein, wurde der Hangar auf einem Anhänger platziert. Die Drohne ist mit einer Multispektral- und einer Infrarotkamera ausgestattet. Wir steuern das System über eine 5G-Verbindung und die SkyGate-Software auf einem Laptop. 5G ermöglicht es der Drohne, über die Sichtlinie hinaus zu fliegen, d.h. von jedem beliebigen Standort aus, auch vom Home-Office aus, in das Gebiet um Selhausen oder in jedes andere Gebiet zu fliegen. Derzeit warten wir auf die Genehmigung durch die Behörden.

Unsere Forschung konzentriert sich auf die Quantifizierung von Zuständen und Flüssen im Bereich Boden-Pflanze-Atmosphäre. Wir untersuchen den Gesundheitszustand der Pflanzen in Abhängigkeit von der Bodentextur und der entsprechenden Nährstoff- und Wasserverfügbarkeit, sowie Kühleffekte bei der Evapotranspiration. Das System wurde speziell für die Überwachung der Tageszyklen der Vegetationstemperaturen entwickelt. Diese Informationen sollen in hydrologische und pflanzenbauliche Modelle einfließen, um die Simulation von Wasser-, Stickstoff- und Kohlenstoffflüssen zu verbessern und deren Vorhersage zu ermöglichen. Insbesondere die Erforschung des Einflusses von Hitzewellen auf die damit verbundenen Prozesse gewinnt an Bedeutung, um Steuerungsmöglichkeiten und Maßnahmen zur Abmilderung zunehmender zukünftiger Dürreereignisse bereitzustellen. Das Digitale Geosystem Rheinisches Revier sowie der Exzellenzcluster "PhenoRob - Robotics and Phenotyping for Sustainable Crop Production" profitieren von diesen Forschungsaktivitäten.

Vegetationsmuster in Selhausen
Vegetationsmuster als Kombination von Ackerkultur und Bodentextur in Selhausen, erfasst mit einer Multispektralkamera.
Forschungszentrum Jülich (IBG-3)/Carsten Montzka
Letzte Änderung: 20.05.2022