Bereitstellung von Satelliteninformationen für das Nordzucker AgriPortal - Neue Perspektiven der ...
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B e et s c a n
B e re i t ste l l u n g vo n S ate l l i te n i n fo r m at i o n e n f ü r
d a s N o rd z u c ke r A g r i Po r ta l
Markus Möller2, Florian Beyer2, Judith Berger4, Heike Gerighausen2 & Nico Löwel1
Laufzeit: 24 Monate, 03/2019 - 09/2021
Projektpartner:
1. Nordzucker AG (Koordination)
2. Julius Kühn-Institut (JKI), Forschungszentrum für
landwirtschaftliche Fernerkundung
3. M2Xpert GmbH & Co. KG
4. Arbeitsgemeinschaft zur Förderung des Zuckerrübenanbaus in
Norddeutschland e.V. (ARGE NORD)
Projektziele
• Nordzucker AG ist der zweitgrößte Zuckererzeuger
Europas (jährliche Anbaufläche 250.000 Hektar)
• Nordzucker AgriPortal: Beratungsportal für den
Zuckerrübenanbauer
• Ableitung von produktionstechnischen Größen aus
Fernerkundungsdaten
• Bestimmung von retrospektiven (und aktuellen)
produktionstechnischen Terminen (Aussaat- und
Erntezeitpunkt, Reihenschluss der Bestände)
• Monitoring der Bestandesentwicklung und Phänologie
• Ertragsschätzung
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3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
Workflow zur Ableitung von retrospektiven Produktionsdaten
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3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
Workflow: Sentinel1/2-Aufnahmetermine
Datenprozessierung mit CODE-DE: 15 Spektralindizes und 2 Backscatter-Kanäle
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3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
Workflow: Zeitreihengenerierung
Tagesspezifische Mediane -> Zeitreiheninterpolation -> BISE (Sliding period = SP)
Viovy, N., Arino, O. and Belward, A.S. (1992). The Best Index Slope Extraction (BISE) - a method
for reducing noise in NDVI time-series. International Journal of Remote Sensing, 13, 1585-1590.
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3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
Workflow: Datenintegration
Schlag- und tagesspezifische Parameterzeitreihen
Möller, M., Boutarfa,
L., Strassemeyer, J.,
2020. PhenoWin –
An R Shiny
application for
visualization and
extraction of
phenological
windows in Germany.
Computers and
Electronics in
Agriculture 175,
105534.
Viovy, N., Arino, O. and Belward, A.S. (1992). The Best
Index Slope Extraction (BISE) - a method
for reducing noise in NDVI time-series. International
Journal of Remote Sensing, 13, 1585-1590.
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3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
Workflow: Detektion von produktionstechnischen Terminen
Model-based clustering based on parameterized finite Gaussian mixture models (mclust)
Clustergrenzen repräsentieren signifikante Änderungen in Parameterzeitreihen
Bodenbearbeitung Reihenschluss Ernte
Minimumkriterium Maximumkriterium Minimumkriterium
Optimierungsparameter: Zeitfenster, Sliding Period (SP), Scrucca L., Fop M., Murphy T. B. and Raftery A. E. (2016)
mclust 5: clustering, classification and density estimation using 7
3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung
(Interpolationsvarianten), | 15./16.6.2021
Parameter(kombination) Gaussian finite mixture models, The R Journal, 8/1, pp. 205-233
Workflow: Optimierung
Validierung (Spearman Korrelationskoeffizient RHO | Slope regression line S(RGL)
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3. Symposium „Neue
Sliding Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
Period Optimierungsparameter Parameter(kombination)
Workflow: Optimierung
Validierung: Zusammenhang zwischen Sliding Period (SP) und Parameter(kombination)
Bodenbearbeitung Reihenschluss Ernte
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3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
Zusammenfassung
• Prozesskette zur Ableitung von produktionstech-
nischen Größen (Aussaat- und Erntezeitpunkt,
Reihenschluss der Bestände)
Analyse von retrospektiven Terminen
• Erweiterung der Beobachtungsdaten
• Modell zur Prognose von aktuellen Terminen
• Monitoring der Bestandesentwicklung und Phänologie
FM LAI
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3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021Dr. Markus Möller Julius Kühn-Institut (JKI) Bundesforschungsinstitut für Kulturpflanzen Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde Forschungszentrum für landwirtschaftliche Fernerkundung (FLF) Bundesallee 39 | 38116 Braunschweig Email: markus.moeller@julius-kuehn.de 11 3. Symposium „Neue Perspektiven der Erdbeobachtung | 15./16.6.2021
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