Fernerkundungsüberwachung in der Landwirtschaft: Bereitstellung technologischer Unterstützung für die moderne Präzisionslandwirtschaft

Als bedeutendes Agrarland benötigt mein Land im Zuge seiner Modernisierung schnell präzise Agrardaten. Seit dem Aufkommen ziviler Satelliten in den 1970er Jahren gehört die Landwirtschaft zu den ersten Bereichen, die Fernerkundungstechnologien einsetzen und davon erheblich profitieren. Die Integration dieser Technologien in die Landwirtschaft wird als Präzisionslandwirtschaft bezeichnet. Fernerkundungssatelliten können schnell und präzise Daten vom Boden erfassen. In Kombination mit anderen modernen Technologien wie Geographischen Informationssystemen (GIS) und Globalen Positionierungssystemen (GPS) ist eine zeitnahe, quantitative und standortbezogene Erfassung und Analyse von Agrardaten möglich. Dies gewährleistet hohe Objektivität, ist frei von menschlichen Eingriffen, erleichtert landwirtschaftliche Entscheidungen und ermöglicht die Entwicklung der Präzisionslandwirtschaft.

Fernerkundungsüberwachung von Nutzpflanzen

Mit dem Aufkommen hochauflösender Fernerkundungsdaten (räumlich, hyperspektral und zeitlich) hat die landwirtschaftliche Fernerkundungstechnologie in Schlüsselbereichen wie der dynamischen Überwachung des Pflanzenwachstums, der Unterteilung von Pflanzenarten und der Erfassung von Präzisionslandwirtschaftsdaten im Feld bahnbrechende Fortschritte erzielt. Aktuell konzentriert sich die landwirtschaftliche Fernerkundung hauptsächlich auf die Überwachung von Nutzpflanzen und Flächen, um Informationen wie Anbauflächen, Wachstumsüberwachung, Ertragsschätzung, Schädlings- und Krankheitsüberwachung sowie Frühwarnung und Schadensbewertung zu gewinnen.

Grundprinzipien der Fernerkundung von Nutzpflanzen

Die Reflexion und ihre Kombination in den roten und nahinfraroten Spektralbändern von Fernerkundungsbildern korrelieren gut mit dem Blattflächenindex, der photosynthetisch aktiven Solarstrahlung und der Biomasse von Nutzpflanzen. Durch die Nutzung von Erdoberflächeninformationen, die von Satellitensensoren erfasst werden, zur Identifizierung von Nutzpflanzenarten, zur Erstellung von Ertragsprognosemodellen unter verschiedenen Bedingungen und zur Integration von agronomischem Wissen und Fernerkundungsdaten lässt sich die Fernerkundung und Prognose von Ernteerträgen realisieren.

Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD – Wachstumsüberwachung auf Parzellenebene

Das Team von Xi'an Institute of Optics and Precision Mechanics CAS Aerospace Science and Technology Group Co.,LTD nutzt Fernerkundungstechnologie, um Boden, Nutzpflanzen und Unkräuter zu identifizieren und zu klassifizieren und diese Merkmale anschließend kartografisch darzustellen. Es erstellt Karten zur Bodenfeuchtigkeit, zum Pflanzenwachstum und zur Unkrautverteilung, um Nutzern die Beurteilung des Schweregrades und des genauen Ausmaßes eines Unkrautbefalls zu ermöglichen. Dies erlaubt eine präzise Unkrautbekämpfung mittels Agrardrohnen, wodurch der Einsatz von Pestiziden reduziert und die Umweltbelastung verringert wird. Das System erfasst zudem den Wachstumszustand der Nutzpflanzen und ermöglicht so die rechtzeitige Erkennung von Schädlingen, Krankheiten und Trockenstress. Dadurch wird ein umfassendes Verständnis der Wachstumsbedingungen der Pflanzen ermöglicht.

Die Überwachung der landwirtschaftlichen Umwelt ist nicht nur ein wichtiges technisches Mittel für das landwirtschaftliche Umweltmanagement, sondern auch ein entscheidender Bestandteil der Überwachung des gesamten menschlichen Lebensraums. Ihr grundlegendes Ziel ist es, die Qualität der landwirtschaftlichen Umwelt, ihre sich verändernden Muster und Entwicklungstrends zeitnah, präzise und umfassend abzubilden; die Dynamik von Schadstoffrückständen und -ansammlungen in landwirtschaftlichen, tierischen und aquatischen Produkten zu verfolgen; die Sicherheit landwirtschaftlicher Produkte und der menschlichen Gesundheit zu gewährleisten; und eine wissenschaftliche Grundlage für das landwirtschaftliche Umweltmanagement zu schaffen. Mit der technologischen Entwicklung gewinnt die Fernerkundung in der Landwirtschaft zunehmend an Bedeutung. Von Satelliten in großer Höhe und Drohnen in niedriger Höhe bis hin zu verschiedenen modernen Sensoren auf den Feldern werden immer mehr intelligente Technologien schrittweise in den landwirtschaftlichen Produktionsprozess integriert und tragen so zur intelligenten Landwirtschaft bei.