Erfassung struktureller und funktionaler Eigenschaften pflanzenbaulicher Anbausysteme mit modernen terrestrischen sowie Luft- und Weltraum-gestützten Fernerkundungsmethoden

• Antragsteller: Professor Dr. Michael Wachendorf, seit 9/2021
• Fachliche Zuordnung: Pflanzenbau, Pflanzenernährung, Agrartechnik
• Förderung: Förderung von 2016 bis 2022
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 279374797

Das übergeordnete Ziel dieses Projektes ist die Etablierung und Evaluation von Fernerkundungsapplikationen die es erlauben, wichtige strukturelle (Pflanzenart und -höhe) sowie funktionelle Eigenschaften (Ertrag und Qualität) von landwirtschaftlichen Kulturpflanzen bzw. deren Anbausystemen unter den tropischen Boden- und Klimabedingungen von Bangalore zu erfassen. Vorrangige Ziele sind: 1. Kalibration verschiedener Fernerkundungssensoren (hyperspektrales Feldradiometer, terrestrischer 3D-Laserscanner und hyperspektrale Fotokamera) auf der Basis von Referenzdaten der Pflanzenbestände (Biomasse, Blattflächenindex, Stickstoff- und Faserkonzentrationen) des Feldexperiments an der UASB unter Nutzung der dort bei unterschiedlicher Wasser- und Stickstoffversorgung geprüften Kulturpflanzenarten. 2. Evaluierung des Potentials von Sensorkombinationen zur Erfassung der vielfältigen Pflanzen- und Bestandsmerkmalen. Im Speziellen soll überprüft werden, inwieweit terrestrisches hochauflösendes 3D-Laserscanning die Saturierungseffekte der Spektroskopie bei höheren Blattflächenindizes kompensieren kann. 3. Vergleich der Ergebnisse terrestrischer hyperspektraler Spektroskopie mit denen satellitengestützter multispektraler Aufnahmen und Erstellung hyperspektraler Bibliotheken unter Anwendung des Spectral Angle Mapping. Von besonderem Interesse ist hierbei zu prüfen, ob die erhaltenen Referenzspektren eine verbesserte Klassifikation und Kalibration der multispektralen Satellitenpixel ermöglichen. 4. Entwicklung einer Identifikations- und Klassifikationsprozedur für Kulturpflanzenarten und Managementintensitäten der zugehörigen Bestände als Grundlage für eine zukünftige Erstellung von Karten zur Beschreibung und Analyse raum-zeitlicher Effekte in den Transekten Bangalores. 5. Die Validation von Schätzgüten der entwickelten Modelle anhand unabhängiger Daten der im Projekt selektierten On-farm fields in den Transekten Bangalores. Mit der Entwicklung von Modellen und deren gründlicher Validation, sowie mit der Erzeugung von Referenzspektren zur Verbesserung der Schätzgüte der Satellitenfernerkundung erarbeitet C01 die methodische Grundlage für eine großräumige Erfassung von Kulturpflanzenbeständen. Die Resultate von C01 sind daher essentielle Elemente für die Erfassung raum-zeitlicher Dynamik landwirtschaftlicher Anbausysteme entlang des Land-Stadt-Gradienten von Bangalore sowie für übergreifende Analysen im Rahmen der Forschergruppe.

• DFG-Verfahren: Forschungsgruppen
• Teilprojekt zu: FOR 2432: Social-Ecological Systems in the Indian Rural-Urban Interface: Functions, Scales, and Dynamics of Transition
• Internationaler Bezug: Indien
• Kooperationspartner: Professor Dr. Sunil Nautiyal; Professor Dr. Rama Rao Nidamanuri
• Ehemaliger Antragsteller: Dr. Thomas Astor, bis 9/2021