"Every Plant Counts" Die digitale Transformation in der Landwirtschaft durch den Einsatz von Unmanned Aerial Systems ("Drohnen") - Silicon Alps
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„Every Plant Counts“
Die digitale Transformation in der
Landwirtschaft durch den Einsatz von
Unmanned Aerial Systems („Drohnen“)
Gernot Paulus, Karl-Heinrich Anders, Thomas Schneider & Ulf
Scherling
IT-Geoinformation und Umwelt & Spatial Information Management
FH Kärnten-Engineering & IT
Geoinformation @ FH Kärnten
• Seit 2000 - Bachelor „IT – Geoinformation und Umwelt“ & Master „Spatial
Information Management“
• Seit 2011 Angewandte Drohnenforschung – Drittmittelvolumen > 1 Million €
• Aktuelle F&E Projekte – eine Auswahl
• Wörthersee 3D UAS-basierte photogrammetrische Analyse des Wörtherseeufers
• Forschungskooperation Amt der Kärntner Landesregierung, Abt. 8 Umwelt, Wasser & Naturschutz
• Hochwasser Gailtal Kubaturabschätzung Hochwassersedimente Gailtal – Hochwasser 2018
• Amt der Kärntner Landesregierung, Abteilung 10 Land- und Forstwirtschaft, Ländlicher Raum - Agrarbehörde
• FISHSTREAM Drohnengestützte berührungslose optische Erfassung und Berechnung der in-situ Oberflächenfließ-
geschwindigkeit im Bereich von Fischaufstiegshilfen bei Wasserkraftwerken
• VERBUND Hydro Power GmbH, iC flussbau, ViewCopter, BOKU
• AIRLABS Austria Aufbau und Betrieb einer einzigartigen Drohnen-Testinfrastruktur in Österreich
• FFG TakeOff Innovationslabor, 26 nationale Kooperationspartner, GmbH - Gesellschafterin
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WWW.FH-KAERNTEN.AT
Unmanned Aerial System (UAS)
Training
San Diego
März 2011
WWW.FH-KAERNTEN.AT
Angewandte Drohnenforschung@ Geoinformation
Unsere Flugplattformen
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Angewandte Drohnenforschung@ Geoinformation
Unsere Flugplattformen
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Unsere Flugplattformen
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Angewandte Drohnenforschung @ Geoinformation
Unsere Sensoren
RIKOLA Hyperspektralkamera
Sony Alpha 6000 27 MP (RGB/NIR)
“Wetterfrosch”
Meteorologischer Sensor
MicaSense Red Edge
FLIR Duo R Thermalkamera
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Präzise Referenzmessungen
Leica Leica
CS 20 MS 60
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Angewandte Drohnenforschung @ Geoinformation
Sichere Drohnenflugplanung
www.dronezoneaustria.at
WWW.FH-KAERNTEN.ATDigitale (Geo-) Transformation
am Beispiel Weinbau
Vom Labor über die Rebe in den
Weingarten und die RegionLabor
Mit Kamera und Photogrammetrie zum 3D Modell und 3D Objekt
WWW.FH-KAERNTEN.ATLabor
Photo- Dreiecks-
grammetrisch vermaschung
berechnete („Mesh“)
3D
Punktwolke
5 Millionen
195 Photos Dreiecksflächen
25 Millionen
3D Punkte
WWW.FH-KAERNTEN.ATLabor Detailansicht 3D Punktwolke
WWW.FH-KAERNTEN.ATLabor
Einzelphoto 3D Modell 3D Geometrieobjekte
WWW.FH-KAERNTEN.ATLabor
Referenzmessungen mit
Parameter [unit] Waage
Green grapes und SchiebelehreRed grapes
Real grapes Digital grapes Real grapes Digital grapes
Number of grapes [-] 29 29 (29) 62 55 (62)
Mean Length [mm] 21.18 21.18 24.11 24.11
Length Variance [mm] 1.46 1.07 3.81 1.22
Mean Width [mm] 18.75 18.75 18.41 18.41
Width Variance [mm] 1.04 0.94 2.06 0.93
Total Volume [mm³] 115444.02 115005.25 269494.7 239288.22 (269743.08)*
Mean Volume [mm³] 3980.83 3981.05 4346.69 4350.69
Volume Variance [mm³] 639.16 556.33 1565.36 684.93
Total Weight [g] 138.00 137.48 346.00 307.22 (346.32)*
Mean Weight [g] 4.76 4.74 5.58 5.59
Weight Variance [g] 0.76 0.67 2.01 0.88 Schneider et al.
Mean Density [g/mm³] 0.001195 - 0.001284 - (submitted)
WWW.FH-KAERNTEN.ATEinzelrebe – Weinstock „Am Boden“
Breinbauer
(2018)
WWW.FH-KAERNTEN.ATEinzelrebe – Weinstock „Am Boden“
Breinbauer
(2018)
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Breinbauer
(2018)
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WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Götzhof
„Drohne aus der Luft“
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„Drohne aus der Luft“
WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Orthophotomosaik RGB (2cm)
WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Orthophotomosaik NIR (2cm)
WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Vegetationsindizes für Pflanzengesundheit und Biomasse
NDVI
Normierter
differenzierter
Vegetationsindex
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NDVI
Normierter
differenzierter
Vegetationsindex
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NDVI
Normierter
differenzierter
Vegetationsindex
WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Digitales Oberflächenmodell (4cm)
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WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Präzises GIS & Navigationssystem für jeden Weinstock
Schneider (2017)
WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Phänologische Entwicklungsstadien in einer Vegetationsperiode
„Drohne aus der Luft“
WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Phänologische Entwicklungsstadien in einer Vegetationsperiode
Modifiziertes Eichhorn-Lorenz System
WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Entwicklung eines neuen Multikamerasystems
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WWW.FH-KAERNTEN.ATWeingarten Phänologische Entwicklungsstadien in einer Vegetationsperiode
3D Punktwolke Februar 2019 3D Punktwolke Juni 2019
3D Punktwolke Juli 2019 3D Punktwolke August 2019 WWW.FH-KAERNTEN.ATRegion Luftbildaufnahmen KAGIS – Kärnten Atlas „Flugzeug aus der Luft“
WWW.FH-KAERNTEN.ATRegion Satellitenbildaufnahmen COPERNICUS – Sentinel 2
„aus
dem
Weltall“
Weingut
Taggenbrunn
Flughöhe ca. 800 km
Sentinel 2A und 2B
Auflösung 10m – 20m
– 60m pro Pixel Weingut
Aufnahmezyklus ca. 5 Vinum Virunum
Tage
Wolkenfrei!
WWW.FH-KAERNTEN.ATRegion Satellitenbildaufnahmen COPERNICUS – Sentinel 2
„aus
dem
Weltall“
Weingut
Taggenbrunn
Weingut
Vinum Virunum
WWW.FH-KAERNTEN.ATZusammenfassung
• Skalierbare Nah- und Fernerkundungssysteme mit leistungsfähigen
Sensoren liefern sehr zeitnah hochauflösende Geodaten
• Sensorfusion für maßgeschneiderte digitale Lösungen in der
Landwirtschaft
• Sehr große Datenmengen und hohe Rechenleistung notwendig
• Referenzmessungen und Kalibrierung Grundlage für valide
Datenqualität – von standardisierten Daten zu nutzbaren und
reproduzierbaren Informationen!
• Interdisziplinäre Zusammenarbeit mit FachexpertInnen kritischer
Erfolgsfaktor für nachhaltige digitale (Geo-) Transformation
• Seit Juli 2019 einheitliche Drohnenregularien für gesamteWWW.FH-KAERNTEN.AT
EUAusblick
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WWW.FH-KAERNTEN.AT„Drone Office“ statt „Home Office“
IT-Geoinformation und Umwelt
Spatial Information Management
WWW.FH-KAERNTEN.ATKontakt
FH-Prof. Dr. Gernot Paulus
Spatial Information Management
IT - Geoinformation und Umwelt
Engineering & IT, FH Kärnten
Europastrasse 4, A-9524 Villach, Austria
Tel: +43-4242-90500-2240
e-mail: g.paulus@fh-kaernten.at
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WWW.FH-KAERNTEN.ATSie können auch lesen
