Page 9 - Landinfo Ausgabe 2-2022

Digitalisierung

• In Winterweizen und Wintergerste wird das erste Laubblatt, orange, gelb und grün
das Ährenschieben betrachtet. Unterschie- jeweils das zweite, dritte und vierte Laubblatt.
de zwischen verschiedenen Sorten hin- Ergebnisse zu der Erfassung des BBCH-Sta-
sichtlich des Zeitpunktes des Ährenschie- diums der trainierten KI liegen noch nicht
bens sollen dabei erfasst werden. vor. Die Segmentierung der einzelnen Laub-
blätter ist als Folgeschritt der Segmentierung
• Im abgereiften Zustand soll die Bestandes- der Maispflanze wie in Abbildung 1 geplant.
dichte in Winterweizen und -gerste durch
Ährenzählen ermittelt werden. Mit Hilfe
der Keimfähigkeit und der Saatstärke kann Ausblick
in einem weiteren Schritt die Anzahl der
Triebe pro Pflanze abgeschätzt werden. Derzeit steht die erste vollständige Vegetati-
onsperiode bevor, in der Befliegungs- und
• Sowohl im Mais als auch in Winterweizen Boniturdaten gesammelt werden. Erste Er-
und Wintergerste werden auftretendes La- gebnisse zu allen angestrebten Boniturpara-
ger kartiert. metern sind Anfang des Jahres 2023 zu erwar-
ten. Das Projekt läuft noch bis Anfang 2024,
• Der Bodendeckungsgrad wird in allen drei womit mehrjährige Datensätze erhoben wer-
Kulturen ebenfalls erhoben. den können. Am Ende des Projektes soll eine
automatisierte Bonitur von Einzelpflanzen
anhand UAS-Datenerfassung und KI gestütz-
Erste Ergebnisse ter Auswertung zur Verfügung stehen. Dabei
sollen insbesondere neue Methoden für die
In den drei Kulturen wurden bereits Bonitu- einfache, verlässliche und flexible Bonitur
ren und Befliegungen im ersten Projektjahr großer Feldbestände entwickelt werden. Zu-
durchgeführt und verschiedene Klassen im dem soll eine robuste Erkennung auch in he-
Bild farblich markiert (Annotationen) sowie rausfordernden Szenarien (Überdeckung,
Versuche mit der KI trainiert. Aus den Beflie- Unkraut, Sortenvarianz) ermöglicht werden
gungsdaten im Mais wurden Bilder in den drei und das Lernen von Pflanzeneigenschaften
Klassen Kulturpflanze, Unkraut und offener und Boniturparametern durch KI-Ansätze
Boden annotiert. Sowohl die annotierten Bil- etabliert werden.
der als auch die originalen Bilder wurden in
einem weiteren Schritt in kleinere Bildaus- Die Landwirtschaft soll von der Erforschung
schnitte, sogenannte Chunks, unterteilt. Die und Nutzbarmachung speziell auf die Land-
annotierten Chunks wurden zu 80 % dazu wirtschaft ausgerichteter KI-Verfahren profi-
verwendet, das KI Modell zu trainieren, zu tieren. Hierzu zählen insbesondere die auf
10 % um das Modell zu validieren und zu fachkundig erhobenen Daten trainierten Mo-
10 % um das mehrfach trainierte und validier- delle und Neuronalen Netze einschließlich
te Modell an ungenutzten Daten zu testen. neuer Potentiale. Aber auch die Transparenz,
Trotz der relativ geringen Anzahl von 20 an- Nachhaltigkeit und Effizienz soll in der Land-
notierten UAS-Bildern, konnte das KI-Mo- wirtschaft aufgrund der automatischen Boni-
dell schon Kulturpflanze, Unkraut und Bo- tur erhöht werden. Ein direkter Praxisbezug
den nach visueller Begutachtung voneinander bei der Entwicklung soll damit neueste KI-
trennen. Abbildung 1 zeigt den Chunk eines Methoden schnell in die Anwendung bringen.
Originalbildes (Input Image), die dazugehöri- Es ist geplant über die Laufzeit des Projektes Markus Strathmann
ge manuelle Annotation (True Mask) und das hinaus die entwickelten Algorithmen zur au- LTZ Augustenberg -
Ergebnis der KI (Predicted Mask). Die Un- tonomen Bonitur am LTZ zu nutzen. Außenstelle Forchheim
kräuter wurden nahezu vollständig erfasst Tel.: 0721 / 9518 - 173
und die Maispflanze mit Ausnahme der Blatt- markus.strathmann@ltz.
spitze der rechten Maispflanze richtig klassi- Förderung bwl.de
fiziert.
Das in diesem Artikel zugrunde liegende Vor- Dr. Christian Bauer
Ebenfalls im Mais wurden bereits erste Bilder haben wurde mit Mitteln des Bundesministe- LTZ Augustenberg-
hinsichtlich der Zuordnung eines BBCH-Sta- riums für Bildung und Forschung unter dem Außenstellen Forchheim
diums annotiert. Abbildung 2 zeigt die Anno- Förderkennzeichen 28DK120B20 gefördert. Tel.: 0721 - 9518 - 171
tation mehrerer Maispflanzen hinsichtlich der christian.bauer@ltz.bwl.
voll entwickelten Laubblätter. Rot markiert ist Quellen  de

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