Unterstützung für Landwirte durch Big Data
Moderne landwirtschaftliche Betriebe bewirtschaften Flächen von mehreren hundert Hektar. Um hier den Überblick zu behalten, nutzen Landwirte zunehmend Technologien wie Satellitenbilder und Bodensensoren. Das DataBio-Projekt unterstützt sie beim Aufbau und der Nutzung einer technischen Infrastruktur, die eine optimale Verwertung der anfallenden Geodaten ermöglicht. Das Fraunhofer-Institut für Graphische Datenverarbeitung (IGD) konzentriert sich dabei auf die interaktive und flüssige Nutzbarkeit von raumbezogenen Big Data.
Effiziente Datenspeicherung und -analyse
Informationen aus Fernerkundung und Sensorik, die von anderen Projektpartnern bereitgestellt werden, fließen zum Fraunhofer IGD. Dort wurde eine spezielle Plattform entwickelt, die eine hocheffiziente Speicherung und Verwaltung dieser Daten ermöglicht. Ergänzt wird dies durch innovative Methoden zur Analyse und Exploration. Angesichts der anfallenden Terabytes an Daten wird die Verarbeitung durch eine Kombination bewährter Lösungen optimiert: Die Daten werden stark komprimiert gespeichert und zur bedarfsgerechten Verfügbarkeit in die Cloud ausgelagert.
Dies bietet Vorteile gegenüber herkömmlichen Visualisierungen von Bildanalysen, wie sie beispielsweise aus statischen Kartensätzen bekannt sind. Die Datensätze behalten ihre Interaktivität. Analyseergebnisse lassen sich für individuelle Nutzeranforderungen bedarfsgerecht neu aggregieren, filtern und visualisieren. Dies ermöglicht die punktuelle Beantwortung oder Analyse spezifischer Fragestellungen oder Problemstellungen. In einem Pilotprojekt in Griechenland werden derzeit 50.000 Felder mit verschiedenen Pflanzenarten erfasst und vom Fraunhofer IGD alle 14 Tage aufbereitet.
Anwendungsfälle und Potenziale
Ein Anwendungsfall der neuen Technologien ist die Lokalisierung weiterer Pflanzengattungen in Monokulturen. Nutzpflanzen haben spezifische Anforderungen an Boden und Licht, weshalb unerwünschte Pflanzen den Landwirten Probleme bereiten. Satelliten können Infrarotaufnahmen anfertigen, da Pflanzen dieses Licht unterschiedlich reflektieren. So lässt sich Wildkraut schnell identifizieren. Die Interaktivität beschränkt sich nicht auf einzelne Flächen, sondern kann sehr große Gebiete unterschiedlicher Landschaftstypen erfassen.
Im Rahmen des Pilotprojekts sind bereits Vegetationsanalysen über weite Teile Griechenlands interaktiv möglich. Die Nutzung großer, heterogener Datenmengen stellt nicht nur die Landwirtschaft, sondern auch Behörden und Versicherungen vor neue Herausforderungen. Eine hochperformante, interaktive Exploration und Analyse kann beispielsweise bei Naturkatastrophen genutzt werden, um besonders gefährdete Gebiete schnell zu identifizieren. Bei der späteren Schadensanalyse ermöglicht sie einen direkten Vergleich mit der vorherigen Situation.
Die Möglichkeit, auch große Flächen hochaufgelöst darzustellen, ohne interaktive und analytische Elemente einzubüßen, eröffnet weitere Anwendungsfälle. Aktuelle Herausforderungen wie europäische Waldschäden profitieren von einer raschen und genauen Problemanalyse, bei der Visualisierungen den Planungsprozess unterstützen. Forstwirte müssen nach der Ursachenforschung nicht nur die Bäume retten, sondern das gesamte Biotop sowie die menschliche Mitnutzung berücksichtigen. Eine genaue Übersicht über die gesamte Fläche des Waldstücks ist dafür notwendig. Schwer zugängliche Bereiche können durch präzise Visualisierung umgehend betrachtet werden.
Präsentation auf der INTERGEO 2019
Die Forscher präsentierten die Anwendung auf der Kongressmesse INTERGEO in Stuttgart vom 17. bis 19. September 2019 auf dem eigenen Messestand (Halle 01, Stand C076) und auf dem INTERGEO-Kongress am 18. September 2019.
Über DataBio
Das Projekt „Data-Driven Bioeconomy“ (DataBio) wird im Rahmen des Forschungs- und Innovationsprogramms der Europäischen Union „Horizon 2020“ gefördert. Es konzentriert sich darauf, die Vorteile von Big Data-Technologien in der Rohstoffproduktion aus Landwirtschaft, Forstwirtschaft und Fischerei/Aquakultur für die Bioökonomie zu demonstrieren. Ziel ist die verantwortungsvolle und nachhaltige Produktion von Lebensmitteln, Energie und Biomaterialien.