Die Arbeitsgruppe am Institut für Informatik testet derzeit die Flugeigenschaften des Oktokopters und forscht an zielgenauen und an die Projektfragestellung adaptierten autonomen Navigationsstrategien. Weiterhin wird in Zusammenarbeit mit den anderen Projektpartnern an der Entscheidungsfindung für die Bilderfassungssysteme gearbeitet.

In enger Zusammenarbeit haben die Arbeitsgruppen der Humboldt-Universität, des ATB-Potsdam sowie die GEO Net Terra auf Praxisbetrieben in Brandenburg und Thüringen Feldversuche angelegt. Ende März und Ende April wurden Bildflüge für die Pilotflächen in Brandenburg durch das Steinbeis-Transferzentrum in Rostock realisiert. Aufgrund der Wetterlage konnte für die Thüringer Flächen nur ein Bildflug Ende März durchgeführt werden. Exemplarisch sind die Luftbilder für Brandenburg in Abbildung 1 dargestellt.

Abb. 1: Luftbilder Brandenburg von Ende März 2010 (links) und Anfang Mai 2010 (rechts)

Auf den Versuchsflächen wurden umfangreiche Boden- und Pflanzenparameter erhoben. Insbesondere die spektroskopische Messung zu unterschiedlichen Entwicklungsstadien der Pflanze stand im Fokus der Untersuchung. Exemplarisch sind auf nachfolgender Abbildung zwei typische Messreihen von 350 bis 1100 nm für Monitoringpunkte auf dem Versuchsfeld „Gottesgabe“ im Nordosten von Brandenburg abgebildet. Links sind gemessene Pflanzenspektren dargestellt und rechts die Bodenspektren. Charakteristisch für Pflanzen ist die hohe Reflektion im grünen Wellenlängenbereich und das inverse Verhalten im roten Wellenlängenbereich. Im Übergangsbereich vom roten in das nahe Infrarot ist dann ein starker Anstieg der Reflektion zu beobachten. Dieses typische Reflektionsverhalten von grünen Pflanzen ist die Grundlage für die Berechnung von Vegetationsindizes, die dann in Beziehung gesetzt werden können zur Grünintensität und Biomasse. Bodenspektren sind häufig durch einen gleichförmigen Anstieg über den sichtbaren und nahen Infrarotbereich gekennzeichnet. Die Messdaten der Bodenspektren korrelieren nach ersten Untersuchungen relativ gut mit der organischen Substanz (PLS – partial least square regression).

Abb. 2: Pflanzenspektren und Bodenspektren (Winterweizen)

Aus den Pflanzenspektren werden im ersten Auswertungsschritt oft genutzte Vegetationsindizes wie z. B. Ratio, NDVI, SAVI, VARI sowie REIP berechnet und mit dem LAI (leaf area index) und der Biomasse zu unterschiedlichen Entwicklungsstadien von Winterweizen in Beziehung gesetzt. Insbesondere der Abgleich der am Boden gemessenen Informationen mit den Signaturen aus dem Luftbild ist ein weiterer, wesentlicher Auswertungsschritt für das Projekt ADLER.

Aufgrund der in diesem Jahr ungünstigen Wetterbedingungen im Frühjahr konnte nur die dritte Stickstoffdüngung teilflächenspezifisch umgesetzt werden. Hierfür wurden mindestens 3 fahrgassenbreite Versuchsstreifen in möglichst homogene Zonen innerhalb der Schläge gelegt. Die Zonen wurden basierend auf dem Luftbild unter Zuhilfenahme von, je nach Datenlage, Leitfähigkeit, Bodenschätzung und Relief festgelegt. Die Zu- und Abschläge der Stickstoffmengen innerhalb der Streifen wurden Ertragspotential-basierend vorgenommen, da aufgrund der Witterung im Frühjahr die Befliegung nicht zeitnah zu der Stickstoffdüngung realisiert werden konnte.