Forschungs- und Innovationsprojekt EWIS2
Entwicklung und Bewertung von Beikraut-Applikationskarten für den Einsatz von Robotern zur mechanischen Beikrautregulierung

Eine schwarze Drohne schwebt vor der TFZ Versuchsfläche mit zwei Wissenschaftlern, die die Drohne fliegen, im Hintergrund.

Drohnenbefliegung einer Versuchsfläche mit Sorghum
Bild: Tobias Hase/StMELF

Sorghum und Mais sind wichtige Energiepflanzen für Bayern. Um den Anbau nachhaltiger zu gestalten, soll die Beikrautregulierung durch den teilflächenspezifischen mechanischen oder chemisch-synthetischen Pflanzenschutz umweltverträglicher werden. So kann das Erosionsrisiko gemindert und der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln reduziert werden.
Die dafür notwendigen Applikationskarten werden mit Hilfe von Drohnenaufnahmen und künstlicher Intelligenz erzeugt. Abschließend erfolgt auf Grundlage der Beikraut-Kartierung eine Wirtschaftlichkeitsbewertung für die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten teilflächenspezifischer Pflanzenschutzmaßnahmen.

Informationen zum abgeschlossenen Forschungs- und Innovationsprojekt EWIS finden Sie hier:

Ziel

In diesem Projekt werden mittels Drohnenfotos in Sorghum und Mais Karten zum räumlichen Verteilungsmuster des Beikrautbesatzes entwickelt und validiert. Diese Karten bilden die Basis für teilflächenspezifischen mechanischen oder chemisch-synthetischen Pflanzenschutz, um durch reduzierte Bodenbearbeitung das Erosionsrisiko zu mindern und den Einsatz von Pflanzenschutzmitteln zu reduzieren. Essenzielle Schritte zum teilflächenspezifischen Einsatz von Hackrobotik auf landwirtschaftlichen Feldern werden aufgezeigt. Abschließend erfolgt auf Grundlage der Beikraut-Kartierung eine Wirtschaftlichkeitsbewertung für die verschiedenen Anwendungsmöglichkeiten teilflächenspezifischer Pflanzenschutzmaßnahmen.

Methode

In EWIS2 wird die Drohnen-Befliegung von Sorghum- und Maisbeständen mit Blick auf Bildqualität und Flächenleistung optimiert. Die zeitintensive Annotation soll mit Hilfe von eigens entwickelten Vormaskierungen beschleunigt werden, um genaue GNNS-basierte Beikraut- und Kulturkarten zur teilflächenspezifischen Beikrautregulierung automatisiert zu generieren. Diese KI-basierten Karten werden verwendet, um mit Feldrobotern eine autonome teilflächenspezifische mechanische Beikrautregulierung durchzuführen. Im gesamtheitlichen Kontext soll eine ökonomisch-ökologische Bewertung der teilflächenspezifischen mechanischen oder chemisch-synthetischen Beikrautregulierung erfolgen. Alle Ergebnisse des Projektes werden zielgruppenorientiert aufbereitet und über verschiedene Medien (Online, Print, Video, Vorträge, …) weitergegeben. Ebenso werden sämtliche entwickelten Modelle und Daten der wissenschaftlichen Community als Open Source bereitgestellt.

Ergebnisse

Die Ergebnisse werden am Ende des Projekts hier zur Verfügung gestellt.

Veröffentlichungen im Projekt EWIS2

[1] GENZE, N., WIRTH, M., SCHREINER, C., AJEKWE, R., GRIEB, M. & GRIMM, D. G. (2023): Improved weed segmentation in UAV imagery of sorghum fields with a combined deblurring segmentation model. Plant Methods 19, 87. https://doi.org/10.1186/s13007-023-01060-8

https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-023-01060-8 Externer Link

Projektinformationen:
Projekttitel: Entwicklung und Bewertung von Beikraut-Applikationskarten für den Einsatz von Robotern zur mechanischen Beikrautregulierung
Projektleitung: Michael Grieb
Projektbearbeitung: Maria Vilsmeier
Projektlaufzeit: 01.05.2023–30.04.2026
Geldgeber: Bayerisches Staatsministerium für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten
Projektpartner: Hochschule Weihenstephan-Triesdorf (HSWT), TUM Campus Straubing, Professur für Bioinformatik, Prof. Dr. Dominik Grimm, Nikita Genze; Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL), ILT 6, Arbeitsbereich Digitalisierung; Johanna Pfeiffer, Stefan Kopfinger, Markus Gandorfer
Förderkennzeichen: G2/N/22/11

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