Einführung

Methodik

Als Grundlage für die Generierung von Applikationskarten werden im Projekt Multispektralaufnahmen von den agrarisch genutzten Flächen der Landwirte benötigt. Im Speziellen handelt es sich dabei um Satellitenbilder der Raumfahrtmission Sentinel-2 vom Copernicus Programm der Europäischen Weltraumorganisation. Um mit diesen Satellitenbildern geeignete Karten für die Landwirte erstellen zu können wird zusätzlich noch ein Geoinformationssystem – kurz GIS – verwendet.

Satellitenbilder

Satellitenbilder sollen als Grundlage für Düngeapplikationskarten dienen. Bei der Auswahl dieser Bilder liegt im Projekt GIS-ELA der Fokus auf frei zugänglichen Daten, da den Landwirten keine zusätzlichen Kosten entstehen sollen. Die Europäische Weltraumorganisation (ESA) unterhält in ihrem Copernicus Programm unterschiedliche Satelliten, darunter die beiden Sentinel-2-Satelliten. Jeder dieser Satelliten erstellt regelmäßig, alle drei bis vier Tage flächendeckende Aufnahmen der Erdoberfläche im Wellenlängenbereich zwischen 443nm und 2190nm, die kostenfrei zum Download bereitgestellt werden. Durch Kombination von bestimmten Kanälen können die Reflexionseigenschaften der Pflanzen durch sog. Vegetationsindizes ausgedrückt werden. Nach Download der entsprechenden Spektralkanalaufnahmen / Bänder, werden diese Mithilfe von QGIS weiterverarbeitet, um letztendlich die gewünschte Applikationskarte automatisch zu generieren.

Geoinformationssystem QGIS

Um die geografischen Daten verarbeiten zu können, wird die GIS Software QQIS verwendet. Da QGIS kostenfrei zur Verfügung steht, kann es von den Landwirten genutzt werden, um selbstständig Düngekarten zu erstellen. Um den Einstieg in die Düngekarten-Erstellung zu vereinfachen, wird in GIS-ELA ein spezielles QGIS-Plug-In entwickelt. Dieses Plug-In soll möglichst viel Komplexität vor den Endanwendern verbergen, um die Wahrscheinlichkeit einer Wiederverwendung zu erhöhen. Folgende Indizes werden anhand von Satellitenbildern mit QGIS berechnet:

Normalized Difference Vegetation Index – NDVI

Red Edge Inflection Point – REIP

Damit eine Berechnung dieser Vegetationsindizes möglich ist, werden die Spektralbänder vier bis acht des Sentinel Satelliten benötigt.