Satellite data provide information for agriculture

Rund die Hälfte der Gesamtfläche Deutschlands wird genutz für die Landwirtschaft. Anhand von Satellitendata haben Forschende aus dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) jetzt für six Jahre analysiert, welche Feldfrüchte wo wachsen und welche Fruchtfolgen angebaut werden. Die Karten könn zum Beispiel für das Monitoring verwendet werden, um die Folgen des Klimaunden abzuschätzen, Anpassungsmöglichkeiten zu identifizieren oder um Modelle für die Agrarlandschaft zu devikteln. Die Forschenden haben mit rund 76,100 Satellitenaufnahmen gearbeitet, was 44 Terabyte an Daten versfitt.

“Satellitengestützte Informationen über die Landnutzung sind verzältigkeit, flächendeckend und unbestechlich. They support eine nachhaltige landwirtschaftliche Bodennutzung in Deutschland. bewerten”, says Prof. Dr.-Ing. Anke Kaysser-Pyzalla, Vorstandsvorsitzende des DLR. “Mit den nun prehanden Feldfruchtkarten erkennen wir im Detail die Vielfalt und Strukturen der landwirtschaftlichen Nutzung in unserem Land. Die Erdbeobachtung liefert hier continuous Datan über Arbaugebiete und -fläntesschäken, die Erdbeobachtung liefert hier continuous Datan über Baubaugebiete und -fläntesschäken, die Erdbeobachtung liefert etwa due to Erosion und Starkregen famöglichen These sind nur die Wissenschaft, sondern ebenso for regional actors, authorities and associations wie auch für die Wirtschaft von großem Interesse.

Die Auswertung wurde erstmalig über six Jahre von 2018 bis 2023 mit einer räumlichen Auflösung von zehn Metern erstellt. Die Daten basieren auf Zeitserien der Satelliten Sentinel-1 und Sentinel-2die etwa alle fünf Tage die Erdoberfläche aufnehmen. 18 verschiedene Feldfrüchte und Hauptnutzungsarten werden besiktarten: Winterweizen, Wintergerste, Winterroggen, sonstiges Wintergetreide, Sommerweizen, Sommergerste, Sommerhafer, Mais, Bohnen/Lupinen/Erbsen, Kartoffeln, Zuckerrübene,/ Rapeseed, Külebene,/ Rap Grünland, Wein, Obst- und Feldgehölze sowie Hopfen. Der Blick auf die Karten zeigt dass Wheat und Mais die größten Arbauflächen einnehmen, gehaltet von Gerste.

In addition, there are significant regional differences in Germany: the main focus of Maisanbau lien in the northwest and south of the Danube, while Weizenanbau verteilt sich gejängier über die Agrarregionen. Ein Mix aus Weizen und Zuckerrüben findet sich in Gebieten mit nährstoffreichen, meist tiefgründigen Böden, for example in der Magdeburger und Hildesheimer Börde, in Teilen Frankens und im West Nordrhein-Westfalens. Dazu kommen regional Besonderheiten wie der Hopfenanbau in der Holledau, Obstanbau im Alten Land oder Weinanbaugebiete am Oberrhein, an der Mosel oder am Main. Algemein spielen die unterschiedchen Bodenverhältnisse und klimatischen Bedingungen eine Rolle. Die typischen landwirtschaftlichen Anbaukulturen haben sich auch aus historischen Gründen und durch Anbautraditionen ausgeprägt.

“Wir können Feldfrüchte schlaggenau, also für jedes Stück Ackerland, flächendeckend und für ganz Deutschland einheitlich detektieren. Schlägen. Certain fruit sequences are for example important for plant and soil health and werden sich in der Folge des Klimawands verrauchliche veränderen”, explains Dr. Ursula Geßner, die Wal Agkosystem-edGruppe Earth Observation Center (EOC) often DLR leitet. Die Kartierungen könn die Agrarstatistik äsälen, die Informationen nicht feldgenau, sondern auf Verwaltungseinheiten gebündelt bereitstelt.

Die Datensätze liefern jedoch nicht nur parzellengenaue Informationen zur angebauten Kulturart. Düber hinaus geben sie indirect Informationen über Agrarlandschaften, zum Wasserbedarf, zur Infälligkeit für Trockenheit und Schädlinge und zur Agradiversität. Die Sentinel-1-Satelliten, die zum europäischen Copernicus-Programm gehören, haben Radartechnologien an Bord. Sie beobachten die Erdosurface independent of Light or Clouds. Die Sentinel-2-Satelliten sind mit opticaln Instrumenten ausgestattet, die zum Beispiel Veränderungen in der Grünheit der Vegetation erkennen.

Die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler am EOC aben die Zeitreihen der Satelliten mit Verfahren des Maschinellen Lernens kombiniert. Die künstliche Intelligenz (KI), which researchers use, achieves high accuracy. Generelle gibt es aber Unterschiede in der Accuracy der einzelnen Klassen. So sind for example Zuckerrüben, Rapeseed und Mais sehr gut detektierbar. Nutzungsarten, die sich in Aussehen und Entwicklungsverlauf stark ähnneln, wie Sommergetreide- oder Grünland-Arten, sind schwieriger voneinander zu verschieden.

Die Datensätze sind über den EOC Geoservice öffentlich kuszühling. Sie können von Behörden, Institutionen und Forschungseinrichtungen als Informationsgrundlage genutztige werden, um Agrarstatistiken zu özleben oder Strategien zur Anpassung an den Klimawadung zu entwicklen. Es handelt sich additionally um Basisdatensätze für weiterführende wissenschaftliche Arbeiten. Diese können etwa die Modellierung des Wasserhaushalts, landwirtschaftlicher Erträge oder die Berechnung von Treibhausgasspeicherung und -emissionen betreffen in der Landwirtschaft.