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Ableitung phänologischer Phasen verschiedener Kulturpflanzenarten in Deutschland mittels Sentinel-2 Satellitendatenzeitreihen

Ableitung phänologischer Phasen verschiedener Kulturpflanzenarten in Deutschland mittels Sentinel-2 Satellitendatenzeitreihen

Das Julius Kühn-Institut (JKI) hat sich in NaLamKI zum Ziel gesetzt, qualitativ hochwertige, engmaschige Satellitendatenindex-Zeitreihen für das Monitoring landwirtschaftlicher Bestände bereitzustellen. Eine kürzlich in der internationalen Fachzeitschrift Remote Sensing erschienene Studie (https://doi.org/10.3390/rs16173183) zeigt nun, wie eine verbesserte Rekonstruktion von NDVI-Zeitreihen (engl.: Normalized Difference Vegetation Index; deutsch: „Normierte-Differenz-Vegetationsindex“) aus Sentinel-2 Satellitendaten in Kombination mit einer optimierten Schwellwertdetektion die Ableitung phänologischer Phasen unterschiedlicher Kulturpflanzenarten (Weizen, Mais, Zuckerrübe) verbessern kann.

Die Methode wurde mit Daten aus zwei Jahren (2019-2020) in drei Bundesländern entwickelt und in einem weiteren Jahr (2021) getestet. Dabei zeigte sich, dass die berechneten phänologischen Daten in der Regel um weniger als ±10 Tage von den beobachteten Daten abwichen. Die Validierung anhand von unabhängigen Feldbeobachtungen auf Schlagebene ergab einen RMSE von weniger als 10 Tagen und ein Bestimmtheitsmaß (R²) von etwa 0,9, was auf eine hohe Genauigkeit hindeutet.

Die Kenntnis des phänologischen Entwicklungsstadiums der Ackerkulturen ist für den Landwirt von Nutzen, um Managemententscheidungen bezüglich der Applikation von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln oder der Bewässerung zu treffen.

Graphische Kurzbeschreibung & vollständige Referenz: Htitiou, A.; Möller, M.; Riedel, T.; Beyer, F.; Gerighausen, H. Towards Optimising the Derivation of Phenological Phases of Different Crop Types over Germany Using Satellite Image Time Series. Remote Sens. 2024, 16, 3183. https://doi.org/10.3390/rs16173183
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17.-20.06.2024: JKI präsentiert Vortrag und Poster auf dem 43. EARSeL Symposium in Manchester, UK

17.-20.06.2024: JKI präsentiert Vortrag und Poster auf dem 43. EARSeL Symposium in Manchester, UK

EARSeL, die European Association of Remote Sensing Laboratories, ist ein wissenschaftliches Netzwerk europäischer Fernerkundungsinstitute sowohl aus dem akademischen als auch aus dem kommerziellen/industriellen Bereich. Auf dem jährlichen Symposium werden aktuelle Entwicklungen und Trends zu Technologien, Methoden und Anwendungen in der Fernerkundung vor einem internationalen Publikum vorgestellt und diskutiert.

Auf dem diesjährigen Symposium[1], welches vom 17.-20. Juni 2024 an der Manchester Metropolitan University stattfand, präsentierte Abdelaziz Htitiou, wissenschaftlicher Mitarbeiter am JKI-Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde in Braunschweig, einen Vortrag zur Ableitung phänologischer Stadien unterschiedlicher Ackerkulturen aus Sentinel-2 Satellitenbilddaten. Ein Posterbeitrag widmete sich zudem der Bereitstellung von analysefertigen Sentinel-1 und Sentinel-2 Satellitendaten mittels standardisierter Webdienste.

[1] https://manchester2024.earsel.org/

 

Abelaziz Htitiou vor dem Veranstaltungsort, der Business School of Manchester University, UK
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11.-13.06.2014: DLG-Feldtage 2024

11.-13.06.2014: DLG-Feldtage 2024

Vom 11. bis 13. Juni zeigten 370 Aussteller aus 18 Nationen auf Gut Brockhof bei Lippstadt/ Erwitte in Nordrhein-Westfalen Innovationen in Pflanzenbau und Landtechnik unter dem Leitthema „Pflanzenbau out of the Box“. Am gemeinsamen Stand von JKI und Bundessortenamt gaben Kolleginnen und Kollegen des FLF-Forschungszentrum für Landwirtschaftliche Fernerkundung des JKI-Instituts für Pflanzenbau und Bodenkunde u.a. Auskunft zum Verbundvorhaben NaLamKI – Nachhaltige Landwirtschaft mit Künstlicher Intelligenz.

Frau Dr. Gerighausen leitet das JKI-Teilvorhaben NaLamKI-MussIF, in dem es um multiskalige und multisensorale Informationsgewinnung aus Fernerkundungsdaten geht. Hier ist sie im Gespräch mit Silvia Bender, Staatsekretärin im Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL). Quelle: Marcus Heins / Bundessortenamt

Insgesamt kamen laut Veranstalter ca. 17.000 Fachbesucher zu den diesjährigen Feldtagen. Die nächsten Feldtage finden im Juni 2026 statt.

Weiterführende Informationen sind hier zu finden: https://www.dlg-feldtage.de/de/

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13. – 14.03.2024: 8. Commercial Vehicle Technology Symposium ​

Am 13. und 14. März 2024 fand am Campus der RPTU in Kaiserslautern das 8. Commercial Vehicle Technology Symposium statt. Während dieses Anlasses hatten interessierte Teilnehmer die Möglichkeit sich im Rahmen mehrerer Vernetzungskaffees über NaLamki zu informieren und Fragen zu stellen. Ebenfalls wurde im Rahmen der Präsentation „ Full Virtual Workflow to support Automation & Autonomy Applications for Commercial Vehicles including AI” über das Projekt informiert.

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19. – 28.01.2024 NaLamKI auf dem Stand von AgroTechValley auf der Grünen Woche 2024

Vom 19. bis zum 28.01.2024 stellte NaLamKI auf dem Gemeinschaftsstand von AgroTechValley, ein führendes Cluster der Agrarsystemtechnik, auf der Grünen Woche seine neuesten Forschungsergebnisse vor. Auf der weltgrößten Verbraucherschau für Landwirtschaft konnte das Projektteam nicht nur Fachexpert*innen aus der Industrie, sondern auch einem weiten Publikum aus Familien und interessierte Besucher*innen ein Ausblick zeigen, wie NaLamKI in Zukunft die Landwirtschaft unterstützen kann.
Hierfür wurde erstmals ein funktionierender Prototyp der Plattform NaLamKI präsentiert, an dem Standbesucher*innen sich ausprobieren konnten. Ein originalgetreues Modell eines Satelliten des Projektpartners Planet sorgte für viel Aufmerksamkeit und diente als Gesprächsstarter. Der Satellit repräsentiert einen Teil der im Projekt genutzten Sensorik.
Der NaLamKI-Stand befand sich in unmittelbarer Nähe zum Stand vom Schwesterprojekt Agri-Gaia. Agri-Gaia versteht sich als Plattform für Entwickelnde von landwirtschaftlichen KIs. In Gesprächen konnte eine kooperative Koexistenz beider Projekte dargestellt und demonstriert werden.

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23.-24.01.2024: 7. Konsortialtreffen diesmal in Berlin am HHI​

23.-24.01.2024: 7. Konsortialtreffen diesmal in Berlin am HHI

Am 23./24.01.2024 fand unser 7. NaLamKI-Konsortialtreffen in Berlin statt. Während wir den ersten Tag als Arbeitsworkshop nutzten, war der Vormittag des 24.01. für die Öffentlichkeit reserviert.

Aufgrund der Projektverlängerung ging es um die Planung des verbleibenden Jahres. Im Mittelpunkt des Workshops stand die Weiterentwicklung der NaLamKI-Plattform mit den Arbeitsthemen Datenstruktur, Datensemantik und Deployment unserer KI-Dienste und deren Auswertung auf dem Ergebnismonitor. Aber auch die Öffentlichkeitsarbeit und mögliche Messeauftritte für das Jahr 2024 mussten diskutiert und beschlossen werden.

 Am 2. Tag konnten wir Herrn Glasmacher (BMWK), Frau Bott (DLR) und Vertreter der Begleitforschung begrüßen.

Der Vormittag stand ganz im Zeichen der Demonstration der einzelnen Ergebnisse. Als Ergebnis der bisherigen Arbeiten und als Voraussetzung für die Beauftragung von Dienstleistungen wurde erstmals die Funktionalität des Nutzer- und Farmmanagements sowie die grafische Darstellung der Ergebnisdaten vorgestellt.

Die Integration des Apfelerkennungsdienstes als KI-Anwendung konnte funktional demonstriert werden.

Gemeinsam mit Professor Heiko Tapken, der das Projekt Agri-Gaia vertrat, wurde die Implementierung der Schnittstellen zwischen den beiden Projekten erläutert.

Der Nachmittag stand ganz im Zeichen der letzten Absprachen für die NaLamKI-Jahrestagung am 25.01. auf dem Gelände der Grünen Woche.

7. Konsortialtreffen
7. Konsortialtreffen
Teilnehmer 7. Konsortialtreffen
Teilnehmer 7. Konsortialtreffen
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12.12.2023: NaLamKI um ein Jahr bis Dezember 2024 verlängert

12.12.2023 NaLamKI um ein Jahr bis Dezember 2024 verlängert

Drei erfolgreiche Jahre NaLamKI liegen hinter uns. Nicht alles war einfach! Bedingt durch die zurückliegende Pandemie und auch durch schwierige Witterungsverhältnisse der vergangenen Projektjahre kam es im NaLamKI-Projekt zu Verzögerungen. Inzwischen wurde seitens des Projektträgers DLR und des BMWK eine zuwendungsneutrale Projektverlängerung bewilligt. Dadurch wurde eine ganze Vegationsperiode gewonnen, in der die bislang entwickelten Algorithmen weiter getestet und verbessert werden können.

Im Projektjahr 2024 wird sich das Projektkonsortium NaLamKI eng mit dem Schwesterprojekt Agri-Gaia abstimmen, um ein wirtschaftliches und interoperables KI-basiertes Ökosystem für eine breite Nutzergemeinschaft aufzubauen. In Kooperation mit dem neuen assoziierten Partner Bonn Consulting werden die grundlegenden Elemente für eine wirtschaftliche Umsetzung der Projektkonzepte in den Jahren nach Projektabschluss erarbeitet.

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12.-18.11.2023: NaLamKI auf der Agritechnica

12.-18.11.2023 NaLamKI auf der Agritechnica

Vom 12. Bis 18. November 2023 fand auf dem Messegelände in Hannover die Agritechnica statt – die größte Weltmesse für Landtechnik. Das Leitthema der diesjährigen Messe „Green Productivity“ stand sehr gut im Einklang mit der Zielstellung des NaLamKI-Projektes, unter Verwendung neuster Technologien, Lösungen für nachhaltigere Landwirtschaft zu entwickeln. Gemeinsam mit vielen anderen Technologieanbietern stellte NaLamKI auf dem Stand des AgroTechValley den Projektfortschritt vor. Neben einer Gesamtvorstellung, inklusive eines Einblicks in die entwickelten KI-Dienste, beinhaltete diese auch eine erste Demonstration des Dashboards mit der dahinterstehenden Systemarchitektur. Ein zweiter Schwerpunkt des Exponates lag in der Darstellung der Verbindung mit dem Schwesterprojekt Agri-Gaia. Bei der von Agri-Gaia entwickelten KI-Plattform ist der Fokus auf Business to Business (BtB). Bei NaLamKI hingegen steht der Landwirt im Mittelpunkt. Aufgrund dieser unterschiedlichen Ausrichtung ergänzen sich die beiden Plattformen (Landwirt, BtB) und bilden somit ein gemeinsames offenes Ökosystem in der Landwirtschaft. Dieses Zusammenspiel war auf der Messe an den Exponaten live erlebbar.

Teil des Exponats war auch ein 1:1 Modell eines Erdbeobachtungssatelliten der Firma Planet Labs Germany GmbH, was so einige Interessierte an den Stand lockte. Dieser Satellit war stellvertretend für die im Projekt verwendete Sensorik ausgestellt, die von Bodensensoren über selbstfahrende Roboter, Drohnen bis zum Satelliten reicht. Datenströme, die durch Satelliten wie diesen kontinuierlich erhobenen werden, werden im Rahmen des Projektes ausgewertet und hier konkret für die Analyse der räumlichen und zeitlichen Entwicklung von Feldfrüchten wie z.B. Weizen oder Mais verwendet.

NaLamKI Stand 2023
NaLamKI Stand und Besucher
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25.01.2024: AgriGaia-NaLamKI Tagung “Agrar-Ökosysteme der Zukunft mit KI gestalten” auf der Grünen Woche, Berlin

25.01.2024: Tagung "Agrar-Ökosysteme der Zukunft mit KI gestalten"

Anmeldung für die Tagung

Bitte melden Sie sich bis zum 14.01.2023 über den QR-Code an.

Ort

Grüne Woche 2024
Erlebnis-Bauernhof in Halle 3.2
Große Bühne 10:00 – 12:15 und Gemeinschaftsstand des Innovationsforums Landtechnik
Stand-Nr. 413 12:15 -18:00

NaLamKI-GrüneWoche

Teilnahmegebühren

Die Teilnahme an der Tagung ist kostenfrei. Die Tagung findet im Rahmen der Grünen Woche statt. Tickets hierzu erhalten Sie auf der Website der Grünen Woche.

Einlass ab 10:00

10:30 – 12:00 – Sektion 1
Rahmenbedingungen für den Agrardatenraum – Keynotes und Paneldiskussion mit
Vertreter*innen vom BMWK, BMEL von den Projekten Agri-Gaia und NaLamKI („Nachhaltige Landwirtschaft mit Künstlicher Intelligenz“) und der Landwirtschaft.

13:00 – 15:30 – Sektion 2
Ökosysteme Agri-Gaia, NaLamKI und Landnetz

16:00 – 17:30 – Sektion 3
KI-Anwendungen und Verwertung von datengetriebenen Lösungen in der Landwirtschaft

16:00 – 17:30
Networking Evening-Event

Fachvorträge in Sektion 2 und 3 – u.a. mit Beiträgen von Prof. Dr. Jörg Dörr (RPTU), Prof. Dr. Heiko Tapken (HS OS) und Hartmut Krause-Edler (NT.AG), Dr. Francesca Hennig-Possenti (John Deere), Dr. Anna Hilsmann (Fraunhofer, Heinrich-Hertz-Institut)

Herzliche Einladung

Digitalisierung macht Landwirtschaft nachhaltig.
Der Einsatz von neuesten Technologien bietet die Möglichkeit umweltfreundlicher sowie ressourcenschonender zu produzieren und gleichzeitig die Erträge zu steigern. Mit den Forschungsprojekten Agri-Gaia und „Nachhaltige Landwirtschaft mittels Künstlicher Intelligenz“ (NaLamKI) zeigen wir auf, wie die Digitalisierung bei der Berechnung, Planung, Dokumentation
und Analyse hilft, zukünftig Arbeiten zu optimieren. Voraussetzung für präzises Arbeiten sind
sichere Datenräume und intelligente Dienste.

Dabei kommt es vor allem auf die Vernetzung der Daten und Informationen in der Cloud und die Bereitstellung der Informationen für Landwirt*innen mit intelligenten Diensten an.

Erfahren Sie mehr auf unserer Tagung „Agrar-Ökosysteme der Zukunft mit KI gestalten“ am 25.01.2024 im Rahmen der Internationalen Grünen Woche.

Wir freuen uns auf Sie!

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26.- 29.09.2023: Veröffentlichungen und Vorträge über die Vorverarbeitung von SAR-Daten für die Landwirtschaft

Veröffentlichungen und Präsentationen zur SAR Daten Vorverarbeitung für die Landwirtschaft

Die folgenden 2 Veröffentlichungen und Präsentationen über die Vorverarbeitung von SAR-Daten für die Landwirtschaft werden im Oktober im Rahmen von NaLamKi stattfinden.

Vom 26.09.2023 – 29.09.2023 auf der Informatik23 in Berlin mit einem Langvortrag im Rahmen von “Umweltinformatik zur Gestaltung einer nachhaltigen Zukunft” (https://informatik2023.gi.de/programmuebersicht.html?params%5Bevent_id%5D=1&params%5Bday%5D=2023-09-29https://nextcloud.gi.de/s/onnyxKSQoFHdqar)

Vom 11.10.2023 – 13.10.2023 auf der EnviroInfo23 in München mit einem Langvortrag im Rahmen von “AI and Sustainability” (https://www.enviroinfo2023.eu/programme/schedule-overview/thursday-schedule/)


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