Mehr Präzision im landwirtschaftlichen Monitoring

Bremen, 27.01.2025. Häufiger auftretende Extremwetterlagen sind eine direkte Folge des Klimawandels. Das stellt die Landwirtschaft vor neue Herausforderungen. Langanhaltende Dürren und extreme Niederschläge sorgen für Ernteeinbußen und gefährden die Ernährungssicherheit der wachsenden Weltbevölkerung.

Die Erdbeobachtungssatelliten des Copernicus-Programms der europäischen Raumfahrtorganisation ESA stellen Daten zur Verfügung, die dabei helfen können, besser mit den Folgen des Klimawandels umzugehen. Für die Landwirtschaft liefern die Satelliten Informationen über Bodenbeschaffenheiten, Pflanzengesundheit und das Ausmaß von Schadensereignissen.

Durch den Start neuer Satelliten sollen die Kapazitäten des Copernicus-Programms im Bereich des landwirtschaftlichen Monitorings zukünftig noch deutlich erweitert werden. Mit CHIME (Copernicus Hyperspectral Imaging Mission for the Environment) und LSTM (Land Surface Temperature Monitoring) befinden sich aktuell zwei Missionen in der Entwicklung, die Daten in noch nie dagewesener räumlicher, spektraler und zeitlicher Auflösung zur Verfügung stellen werden.

Um die Anwender auf die neuen Satelliten vorzubereiten, hat die ESA das Projekt „Advanced Agricultural Monitoring with Copernicus Expansion Missions“, kurz: AgriCEM, ins Leben gerufen. Das Projekt wird von einem Konsortium aus wissenschaftlichen Instituten und Industrieunternehmen unter Führung der OHB System AG durchgeführt und hat das Ziel, den Mehrwert der zukünftigen Satelliteninstrumente gegenüber den aktuell verfügbaren zu demonstrieren. Als erster Anwendungsfall dient dabei das verbesserte Monitoring von Zuckerrüben.

Da sich die neuen Satelliten noch nicht im All befinden, wird bei der Entwicklung der Algorithmen zur Ermittlung von biophysikalischen und biochemischen Merkmalen der Vegetation und der Landoberflächentemperatur auf simulierte Daten zurückgegriffen. Aus den Werten sollen anschließend Indikatoren für den Gesundheitszustand der Vegetation abgeleitet werden. Als Referenz dienen unter anderem Messungen vor Ort auf Zuckerrübenfeldern in Deutschland, Polen und Italien und Daten des EnMAP-Satelliten.

Ab 2029 könnten die Daten der echten Satelliteninstrumente im Zusammenspiel mit den im Rahmen von AgriCEM entwickelten Algorithmen genutzt werden, um beispielsweise eine gezieltere Bewässerung und den bedarfsgerechten Einsatz von Pestiziden zu ermöglichen. Das bedeutet, dass Felder nicht mehr flächig bewässert, gedüngt und gespritzt werden müssen, sondern gezielt nur noch die Stellen behandelt werden, an denen ein Mangel oder Schädlingsbefall festgestellt wurde. Dadurch lässt sich Wasser sparen und der Eintrag von Schadstoffen in die Umwelt kann reduziert werden.

Das Projekt AgriCEM läuft über zwei Jahre und hat ein Volumen von 800.000 Euro.