Pflanzenabstände digital aus Orthofotos vermessen mit Solvi

Autoren:
Name Institution e-Mail
Bastian BrandenburgForschungs- und Entwicklungszentrum FH Kiel GmbH bastian.brandenburg@fh-kiel.de

Aktualisiert am: 02.08.2024 08:57
Schwierigkeitsgrad:
mittel
Umsetzungsdauer:
mittel
Reproduzierbarkeit:
international
Technologisierung:
mittel

Kurzbeschreibung



Die Ablage und das Auflaufverhalten zu bewerten, erfordern viele Handmessungen im Feld. Eine Messung reicht da meist nicht aus. Statistisch signifikante Messungen sind quasi unmöglich. Doch dieses Problem kann digital gelöst werden. Abhilfe schafft hier eine Drohne und eine Onlineanwendung namens Solvi.

Nachdem der Bilddatensatz der Fläche erstellt wurde, werden die Daten hochgeladen und verrechnet. In dem fertigen Bild kann dann ein Trainingsdatensatz von ungefähr 30 Pflanzen eingezeichnet werden. Die Software nutzt diesen dann zur Erkennung aller Pflanzen und der Abstände. So kann die gesamte Fläche vermessen werden.

Am Ende erhält der Anwender eine Auswertung der aufgelaufenen Pflanzen und der Ablagegenauigkeit. Durchmesser, Größe und weitere Parameter sind zudem auswertbar. Alle Produkte stehen dann zur Weiterverarbeitung als Download bereit.

Bestandteile


  Technik


  • Drohne
  • Digitales Endgerät
  Anwendung


  • Browser
 Daten


  • Drohnendaten
  • Orthomosaikbild

Einordnung


Allgemein

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

Umgesetztes Praxisbeispiel:

Testumgebung:
Einsatzhäufigkeit:
Mehrmals
Einsatzumfang:
Mehrere Flächen
Kostenumfang digitaler Technik:
(Die Kosten sind als Richtwerte zu verstehen)
 
- Anschaffungskosten für Einsatzumfang:
- Laufende Kosten im Monat pro Einheit:
11 - 50 €


Umsetzungsschritte

Einrichtung & Vorbereitung

Einrichtung & Vorbereitung

1

Anlegen eines Accounts

Auf der Solvi Website solvi.ag muss unter "Sign In" ein Account angelegt werden. Füllen Sie in der Eingabemaske alle Felder aus und bestätigen Sie ihre Email Adresse in der Bestätigungsmail im Anschluss. Danach können Sie sich in den Account einloggen.

Vorarbeit Notwendig

Anlegen eines Accounts unter https://solvi.ag/

2

Den passenden Plan kaufen

Oben in der Leiste sehen Sie ihren Namen. Klicken Sie auf den Namen und dann auf Profil. Hier sehen Sie ihre Daten und können auf der Schaltfläche "Upgrade or buy credit" das passenden Abrechnungsmodell wählen. Je nachdem, wieviele Flächen Sie auswerten wollen, gibt es unterschiedliche Abrechnungsmodelle. Sind es nur ein paar wenige, empfiehlt sich der Pay as you go Plan. Für mehr Fläche bietet Solvi unterschiedliche Pläne an. Überlegen Sie sich daher vorher, wieviele Flächen Sie auswerten möchten und wieviel ha es sind, um das kostengünstigste Modell zu wählen.

3

Eine Farm anlegen

Auf der Home-Seite sehen Sie oben links einen Button "New Farm". Legen Sie zuerst eine neue Farm an, hier werden später ihre Felder/Orthomosaike angezeigt.

4

Ein Datensatz hochladen

Nun können Sie über den Button oben rechts "Upload" Bilder hochladen. Klicken Sie darauf und wählen für Scouting Job für einen Datensatz mit überlappenden Bildern.

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Vorarbeit Notwendig

Erstellen eines Bilddatensatzes der zu analysierenden Fläche. Eine Anleitung finden Sie in dem Praxisbeispiel: Flächenkartierung via Drohne (https://farmwissen.de/praxisleitfaden/show/index.php?prax_id=98)

5

Bilder hochladen

Haben Sie auf Scouting Job geklickt, müssen Sie danach ihre Bilder auswählen. Navigieren Sie in dem geöffneten Fenster zu den Bildern und markieren Sie alle hochzuladenden Bilder. Sind es alle Bilder des Ordners können Sie STRG+A für alles markieren drücken. Nach dem Klick auf OK werden die Bilder hochgeladen. Nach der Prüfung (Examining images) sehen Sie eine Voransicht. Unten rechts in der Ecke tragen Sie bitte den Betrieb, den Namen der Fläche und die Kultur ein. Bei einer neuen Fläche geben Sie den Namen ein und klicken darüber auf die Schaltfläche "Create new field with ......" (erscheint bei der Eingabe über der Eingabezeile). Klicken Sie auf Upload wenn alles richtig und fertig ist. Nach Abschluss des Uploads sehen Sie das fertige Bild auf der Home Seite.

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Durchführung

Durchführung

1

Einen Trainingsdatensatz zeichnen

Nach der Verrechnung können Sie auf das Feld/Bild klicken, es öffnet sich das Mosaik der Fläche. Drücken Sie auf Analyse oben links und aktivieren den Schieber "Plant Ai". Hier können Sie nun einen Trainingsdatensatz erstellen. Klicken Sie auf "Create Detection". Der erscheinende Rahmen auf dem Bild ist beweglich und in der Größe skalierbar. Es empfiehlt sich ein Quadrat mit 4 Reihen und mindestens 30 Pflanzen sowie eventuell vorhandener Unkräuter. Haben Sie eine passende Stelle gewählt, können Sie mit dem Einzeichnen beginnen. Bei Mais empfiehlt sich ein Kreis in der Mitte der Pflanze und der Größe der Hälfte der Pflanze. Das Zeichentool dafür heißt Circle. Klicken Sie jeweils in die Mitte der Pflanze und ziehen den Kreis auf die Hälfte des Durchmessers der Pflanze. Wiederholen Sie den Schritt für alle Pflanzen in dem Kästchen, auch wenn nur ein Teil der Pflanze in das Kästchen zeigt. Ist der Kreis grün, wurde die Pflanze auch erfasst bzw. zu dem Datensatz dazugezählt. Klicken Sie am Ende auf Continue.

2

Test Zählung

Im nächsten Schritt können Sie einen Test laufen lassen. Der pinke Bereich der angezeigt wird, ist der Testbereich. Wählen Sie einen Bereich, der alle Unterschiede in der Fläche abdeckt. Drücken Sie dann auf "Run Test Detection". Nach einer Weile werden orangene Kreise angezeigt. Das sind die Pflanzen welche erkannt wurden. Wurden fasst alle Pflanzen erkannt (orangene Kreise), klicken Sie auf weiter. Wurde nichts erkannt oder nur sehr wenig, gehen Sie zurück und editieren ihren Datensatz.

3

Testdetection und Detection

Wurden alle Pflanzen erkannt, drücken Sie auf "Continue with whole field". Nun können Sie aus einer Vielzahl an Auswertungen wählen. Von Pflanzendurchmesser, Zählung, Indices und der angesprochenen Abstandsmessung ist alles möglich. Für eine reine Abstandsmessung reicht die "Basic Detection". Für mehr Auswahl nehmen Sie "Plant Level AI". In beiden Fällen müssen Sie die "Row and Gap" Analyses" aktivieren und die beiden Pfeile in die Drillrichtung drehen. Ist alles eingestellt, drücken Sie unten auf den grünen Button "Detect plants".

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Nachbereitung & Auswertung

Nachbereitung & Auswertung

1

Auswertung der Abstände

Nachdem das Programm die Reihen analysiert hat, erscheint das fertige Bild. Hier sehen Sie die Pflanzenanzahl sowie die Abstände farbig markiert. Die Farben können Sie am Rand einstellen. Die gelbe Kategorie ist das Optimum. Rot und Blau sind zu weit oder zu dicht zusammen. Es können weitere Kategorien eingefügt werden für genauere Analysen. Klicken Sie einfach auf "Add Category". An den Schiebereglern lassen sich die Zonen dann variieren. Wenn Sie die Ausgedrillte Menge kennen, können Sie an den Zahlen auch schon abschätzen, wieviele Pflanzen nicht aufgelaufen sind.

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2

Export

Das Ergebnis können Sie oben links unter Export exportieren. Zur Auswahl stehen das Orthomosaik (.tiff oder .geoJSON), die Pflanzenzählungen und Reihen (.shape), und ein PDF Report für Kunden oder Berater. Wenn Sie das Zonal Statistics Tool kaufen, können Sie weitere Auswertungen vornehmen. Diese stehen dann ebenfalls zum Download zur Verfügung. Die Shape Dateien der Analyse können Sie nun in GIS Software wie QGIS oder ArcGIS laden und weiterverarbeiten. (Denken Sie daran die 4 Dateien in dem Shape Ordner niemals zu trennen!)

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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:

Handbuch für die Bilddatensatzerstellung
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