2D & 3D Karten mit Pix4D für (teil)flächenspezifisches Management

Autoren:
Name Institution e-Mail
Bastian BrandenburgForschungs- und Entwicklungszentrum FH Kiel GmbH bastian.brandenburg@fh-kiel.de
Julius PetriPix4D julius.petri@pix4d.com

Schwierigkeitsgrad:
einfach
Umsetzungsdauer:
mittel
Reproduzierbarkeit:
international
Technologisierung:
mittel

Kurzbeschreibung



Um seine Flächen besser einzuschätzen, kann es hilfreich sein, ein Orthomosaik dieser zu erstellen. Orthomosaike werden aus Einzelbildern einer Fläche zusammengesetzt, durch Positionsdaten in den Bildern wird dieses Foto auf einer Karte immer an der Aufnahmestelle verortet. Dies ermöglicht eine Nutzung zur Vermessung von Teilflächen oder Kartierung von Unkräutern. Nach der Kartierung durch eine Drohne müssen die erstellten Bilder dafür zu einem Bild verrechnet werden. Hierzu eignet sich Pix4D Fields. Das verrechnete Orthomosaik kann dann für verschiedene Fragestellungen herangezogen werden. Je nach Frage und Stadium der Pflanzen während der Befliegung lassen sich Fragen wie die Vitalität des Bestandes oder auch Wildschäden kartieren.

Für die Verrechnung des Orthomosaikes benötigen Sie geeignete Bilder aus einer Drohnenbefliegung von ihrer Fläche. Nach dem Import auf den Rechner werden diese in das Programm eingelesen. Nach einigen wenigen Voreinstellungen können Sie mit der Verrechnung beginnen. Nach Abschluss erhalten Sie ein georeferenziertes Orthomosaik ihrer Fläche. Dieses kann zur Beantwortung verschiedenster Fragen weiterverwendet werden.

Orthomosaike dienen je nach Datensatz und Verarbeitung unterschiedlichen Zwecken. Aus RGB Daten können Wildschäden kartiert, Unkrautnester detektiert oder auch neue Drainagen kartiert werden. Multispektralbilder lassen ein Bewertung der Vitalität des Bestandes über Pflanzenindices zu. Hierüber können beispielsweise Düngekarten erstellt werden. Die Unkrautkarten dienen der Spot Applikation von Pflanzenschutz mit der Spritze.

Bestandteile


  Technik


  • Computer

  Anwendung


  • Software
  • Website

 Daten


  • RGB Bilddatensatz
  • Orthomosaikbild

Einordnung


Allgemein

Bundesland:
keine Angabe
Übertragbarkeit:
keine Angabe
Produktionsbereich:
Pflanzliche Erzeugung
Produktionsrichtung:
Alle (Pflanze)
Arbeitsbereich:
Alle (Pflanze)
Verfahrensbereich:
keine Angabe

Umgesetztes Praxisbeispiel:

Testumgebung:
Projektversuch
Einsatzhäufigkeit:
Mehrmals
Einsatzumfang:
Mehrere Flächen
Kostenumfang digitaler Technik:
(Die Kosten sind als Richtwerte zu verstehen)
 
- Anschaffungskosten für Einsatzumfang:
- Laufende Kosten im Monat pro Einheit:
101 - 500 €


Umsetzungsschritte

Einrichtung

In der Einrichtung des Praxisbeispiels sollen die Grundlagen für die anschließende Durchführung geschaffen werden. Zum Beispiel die Einrichtung eines Accounts, Installation von Software und Aufbau von Technik.

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Herunterladen und Installieren der Software

Auf der Webseite des Unternehmens Pix4D finden Sie unter Produkte die Software Pix4D fields. Klicken Sie darauf, gelangen Sie zu einer Seite auf der Sie die Software herunterladen können. Klicken Sie auf "Herunterladen", der Download startet jetzt. Nachdem die Software heruntergeladen wurde, installieren Sie diese mit einem Klick auf die Datei. Folgen Sie nun den Anweisungen der Installation. Nach Abschluss dieser können Sie die Software 15 Tage kostenlos testen, bevor Sie eine Lizenz zur weiteren Nutzung erwerben müssen.

2

Anlegen eines Accounts

Beim ersten Start der Software werden Sie aufgefordert, sich einzuloggen. Haben Sie noch keinen Account, können Sie unter Registrieren einen Account anlegen. Füllen Sie dazu alle geforderten Informationen aus und bestätigen Sie die Geschäftsbedingungen. Nach dem erfolgreichen Anlegen eines Accounts können Sie die 15 Tage Testlizenz auswählen und mit dem Programm arbeiten.

Vorarbeit Notwendig

Email Adresse und Passwort für Registration bereithalten

Vorbereitung

In der Vorbereitung wird die eingerichtete Technik und/oder Anwendung für die Durchführung des Praxisbeispiels einsatzbereit gemacht. Zum Beispiel das Erstellen/Verschicken einer Applikationskarte und der Import von Feldgrenzen.

1

Projekt anlegen

Haben Sie sich erfolgreich eingeloggt, erscheint ein Dashboard mit den Projekten. Am Anfang enthält dieses Dashboard zwei Testdatensätze, später verwalten Sie hierüber ihre Projekte. Klicken Sie auf neues Projekt um zu beginnen. Oben links in der Ecke befindet sich der Name des Projektes. Als Standardeinstellungen steht hier "Unbenanntes Projekt". Klicken Sie auf das Stiftsymbol, um dem Projekt einen sinnvollen Namen zu geben. In dem sich öffnenden Fenster können Sie den Projekttitel ändern und eine Kurzbeschreibung einfügen.

Durchführung

In der Umsetzung wird das eigentliche Ziel des Praxisbeispiels umgesetzt. Dabei wird die vorbereitete Technik und/oder Anwendung eingesetzt. Zum Beispiel die Auswahl und Weiterverarbeitung ausgewählter Geodaten und die Abarbeitung einer Applikationskarte und gleichzeitige Dokumentation der Maßnahme.

1

Bilddatensatz importieren

Haben Sie einen Datensatz aus ihrer Drohne auf ihren Rechner geladen, können Sie diesen in das Programm importieren. Klicken Sie dazu am linken Rand auf Bilder für einzelne Bilder oder auf Ordner für einen Ordner mit Bildern. Wählen Sie den Ordner mit dem Datensatz aus und drücken Sie auf ok. Das Programm importiert nun die Bilder. Bei Multispektralaufnahmen müssen Sie vorher noch auswählen, welche Bilder importiert werden sollen. Hier können Sie zwischen RGB/Farbbildern und TIFF/Multispektralbildern wählen.

Vorarbeit Notwendig

Bilddatensatz per Drohne erstellen und auf den PC importieren, siehe: https://farmwissen.de/praxisleitfaden/show/index.php?prax_id=98

2

Verarbeitungsqualität wählen

Nach dem Import der Bilder fragt das Programm nach der angestrebten Verarbeitungsqualität. Für eine erste Übersicht reicht die schnelle Verarbeitung, welche sehr schnell ein Orthomosaik rechnet. Dieses kann allerdings kleine Fehler im Bild enthalten. Für ein präzise verrechnetes Orthomosaik wählen Sie die genaue Verarbeitung. Diese kann je nach Größe des Datensatzes und der Rechenleistung ihres PC`s ein paar Minuten bis zu ein paar Stunden dauern. Alle weiteren Einstellungen belassen Sie auf den Standardwerten.

3

Verarbeitung starten

Haben Sie alles eingestellt, klicken Sie unten links auf Verarbeitung starten. Möchten Sie die Einstellungen noch einmal anpassen, gelangen Sie über das Zahnrad unten links wieder in die Verarbeitungseinstellungen zurück. Nachdem Sie die Verarbeitung gestartet haben, verarbeitet die Software ihren Bilddatensatz zu einem großen hochaufgelösten Orthomosaik. Die Fortschrittsanzeige im unteren Bereich zeigt den Verarbeitungsfortschritt an. Warten Sie, bis die Verarbeitung abgeschlossen ist.

Nachbereitung

In der Nachbereitung werden die durchgeführten Schritte kontrolliert um das Ergebnis des Praxisbeispiels sicherzustellen. Zum Beispiel kann dies die Einsicht einer Dokumentationskarte zur Überprüfung von Soll- und Ist-Menge sein.

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Kontrolle des Ergebnisses

Nachdem das Orthomosaik erstellt wurde, erscheint dieses in der Karte. Vergewissern Sie sich, dass das Bild an der richtigen Stelle auf der Karte im Hintergrund liegt und schauen Sie nach Fehlern in den Bildpixeln. Ist das Bild an der richtigen Stelle verortet und von der Qualität gut genug, können Sie dieses nun mit der Software weiterverarbeiten.

Auswertung

In der Auswertung soll das durchgeführte Praxisbeispiel hinsichtlich seines Erfolges untersucht werden. Zum Beispiel der Effizienzvergleich von vernetzten Maschinen/ dokumentierten Maßnahmen.

1

Weiterverarbeitung der Daten

Aus dem Orthomosaik können nun Feldgrenzen und Hindernisse kartiert, verschiedene Pflanzenindices generiert, Wildschäden kartiert oder auch Applikationskarten erstellt werden. Diverse Fragen lassen sich mit Hilfe eines Orthomosaiks beantworten. Praxisbeispiele hierfür finden Sie auf Farmwissen.

Ergebnisbeschreibung

  Allgemeines Potenzial
Verbesserte Rechtssicherheit
Entbürokratisierung
Beitrag zur digitalen Transformation
Vereinfachtes Datenmanagement
weiteres Ergebnis
  Ökonomisches Potenzial
Einsparung Betriebsmittel
Einsparung Arbeitszeit
Planungssicherheit
Mehrertrag
Entscheidungsunterstützung
weiteres Ergebnis
  Ökologisches Potenzial
Ressourceneffizienz
Bodenschonung
Biodiversität
Emissionsminderung
weiteres Ergebnis
  Soziales Potenzial
Attraktivität des Arbeitsplatzes
Arbeitserleichterung
Entwicklung ländlicher Raum
Arbeitssicherheit
Image / Öffentlichkeitsarbeit
weiteres Ergebnis
Externe Dokumente:

Website Pix4D Fields
Pix4D