1.9 Praxis

Praxisbeispiele aus der Anwendung moderner Agrardrohnen

Einleitung

Die theoretischen Grundlagen der Präzisionslandwirtschaft bilden die Basis für den erfolgreichen Einsatz moderner Agrardrohnen. Ihren eigentlichen Nutzen entfalten diese Systeme jedoch erst im praktischen Einsatz. Jede Mission liefert wertvolle Informationen über Pflanzenbestände, Bodenverhältnisse oder technische Anlagen und ermöglicht eine datenbasierte Entscheidungsfindung.

Die folgenden Beispiele zeigen typische Arbeitsabläufe aus der Praxis. Sie orientieren sich an realen Projekten der Fernerkundung und Präzisionslandwirtschaft und können als Vorlage für eigene Anwendungen dienen. Gleichzeitig bieten sie Raum, um individuelle Erfahrungen, Messergebnisse und Fotos zu dokumentieren.

Projektplanung

Von der Aufgabenstellung zur Flugmission

Jede erfolgreiche Drohnenmission beginnt mit einer klar definierten Fragestellung.

Typische Ziele sind beispielsweise:

  • Wie entwickelt sich ein Pflanzenbestand?
  • Gibt es Bereiche mit Trockenstress?
  • Sind Schäden durch Wild oder Sturm erkennbar?
  • Ist die Düngung gleichmäßig erfolgt?
  • Welche Flächen weisen Entwicklungsunterschiede auf?

Aus dieser Fragestellung ergeben sich die Anforderungen an Sensorik, Flugplattform und Auswertungsverfahren.

Beispiel 1 – Bestandsanalyse eines Getreidefeldes

Zielsetzung

Erfassung der Pflanzenentwicklung während der Vegetationsperiode.

Flugplattform

VTOL oder Multicopter

Sensorik

  • RGB-Kamera
  • Multispektralkamera
  • RTK-GNSS

Missionsparameter

  • Flughöhe: 80–120 m
  • Bildüberlappung längs: 80 %
  • Bildüberlappung quer: 70 %
  • Fluggeschwindigkeit: 6–10 m/s

Auswertung

Nach der Mission werden die Bilder photogrammetrisch verarbeitet.

Ergebnisse:

  • Orthofoto
  • NDVI-Karte
  • Pflanzenbestandskarte
  • Vegetationszonen

Diese Informationen dienen als Grundlage für weitere Entscheidungen zur Düngung oder Bewässerung.

Praxisfeld: Hier kannst du später dein eigenes Orthofoto, eine NDVI-Karte und die Flugroute einfügen.

Beispiel 2 – Rehkitzrettung

Zielsetzung

Auffinden von Jungwild vor der Mahd.

Sensorik

  • Wärmebildkamera
  • RGB-Kamera

Flugzeit

Kurz nach Sonnenaufgang.

Vorgehensweise

  • Rasterflug über die Fläche.
  • Identifikation von Wärmequellen.
  • Kontrolle durch das Einsatzteam.
  • Sicherung der Tiere.
  • Dokumentation der Fundorte.

Nutzen

  • Schutz von Wildtieren.
  • Vermeidung von Ernteverlusten.
  • Dokumentation des Einsatzes.

Praxisfeld: Ergänze hier eigene Fotos der Wärmebildkamera, Einsatzprotokolle oder Karten mit den Flugbahnen.

Beispiel 3 – Schadenskontrolle nach Unwetter

Nach Starkregen, Hagel oder Sturm lassen sich Schäden häufig nur schwer vom Boden aus beurteilen.

Drohnen ermöglichen eine schnelle Übersicht über:

  • Lagergetreide
  • Erosionsschäden
  • Überschwemmungen
  • beschädigte Drainagen
  • umgestürzte Bäume
  • beschädigte Zäune

RGB-Aufnahmen dokumentieren die Schäden, während georeferenzierte Karten die spätere Planung von Reparaturmaßnahmen unterstützen.

Beispiel 4 – Photogrammetrie

Erstellung eines Orthofotos

Für eine Vermessungsmission werden hochauflösende RGB-Aufnahmen mit ausreichender Überlappung aufgenommen.

Typischer Workflow:

  1. Missionsplanung.
  2. Automatischer Rasterflug.
  3. Bildimport.
  4. Photogrammetrische Verarbeitung.
  5. Erstellung eines Orthofotos.
  6. Export nach QGIS.

Mögliche Software:

  • OpenDroneMap
  • WebODM
  • QGIS

Beispiel 5 – Thermografie

Mit Thermalkameras können Temperaturunterschiede sichtbar gemacht werden.

Anwendungen:

  • Trockenstress
  • Leckagen
  • Wildrettung
  • Stallkontrolle
  • Solaranlagen
  • Bewässerungssysteme

Die Ergebnisse werden häufig mit RGB-Aufnahmen kombiniert.

Sensorik in der Praxis

Die Wahl der Sensoren richtet sich nach der jeweiligen Fragestellung.

Aufgabe

Sensor

Luftbilder

RGB

Pflanzenstress

Multispektral

Temperatur

Thermal

Höhenmodell

LiDAR

Vermessung

RTK-GNSS

In vielen Projekten werden mehrere Sensoren gleichzeitig eingesetzt. Die Kombination der Daten liefert wesentlich aussagekräftigere Ergebnisse als ein einzelner Sensor.

Typischer Projektablauf

Ein vollständiges Agrarprojekt gliedert sich meist in folgende Schritte:

  1. Aufgabenstellung definieren.
  2. Flugplattform auswählen.
  3. Sensorik konfigurieren.
  4. Flugmission planen.
  5. Sicherheitsprüfung durchführen.
  6. Automatischen Flug starten.
  7. Daten sichern.
  8. Photogrammetrische Verarbeitung.
  9. GIS-Auswertung.
  10. Interpretation der Ergebnisse.
  11. Erstellung von Maßnahmenkarten.
  12. Dokumentation.

Diese strukturierte Vorgehensweise verbessert die Vergleichbarkeit mehrerer Missionen und erleichtert die spätere Auswertung.

Eigene Erfahrungen dokumentieren

Ein wesentliches Merkmal professioneller Projekte ist die Dokumentation der Ergebnisse.

Empfehlenswert sind unter anderem:

  • Datum und Uhrzeit der Mission.
  • Wetterbedingungen.
  • Windgeschwindigkeit.
  • Temperatur.
  • Luftfeuchtigkeit.
  • Sensoren.
  • Flugplattform.
  • Flugsteuerung.
  • Akkutyp.
  • Flugzeit.
  • Anzahl der Bilder.
  • Überlappung.
  • Softwareversionen.

Diese Informationen erleichtern spätere Vergleiche und erhöhen die Aussagekraft der Ergebnisse.

Messungen

Die Qualität einer Drohnenmission lässt sich anhand verschiedener Kennwerte bewerten.

Flugparameter

  • Flugzeit
  • Geschwindigkeit
  • Flughöhe
  • Akkuverbrauch
  • Reichweite

Positionsdaten

  • Anzahl der Satelliten
  • HDOP
  • RTK-Fix
  • GNSS-Systeme

Bilddaten

  • Anzahl der Bilder
  • Bildüberlappung
  • Bodenauflösung (GSD)
  • Schärfe
  • Belichtung

Photogrammetrie

  • Anzahl der Passpunkte
  • mittlere Lagegenauigkeit
  • Höhenfehler
  • Punktwolkendichte

Dokumentation

Ein vollständiger Projektbericht sollte enthalten:

  • Projektbeschreibung.
  • Zielsetzung.
  • Flugplanung.
  • Sensorik.
  • Wetterbedingungen.
  • Flugprotokoll.
  • Messergebnisse.
  • Karten.
  • Orthofotos.
  • Auswertung.
  • Fazit.

Eine sorgfältige Dokumentation erleichtert die Nachvollziehbarkeit und schafft eine belastbare Grundlage für spätere Vergleiche oder Veröffentlichungen.

Fazit

Praxisprojekte zeigen den eigentlichen Mehrwert moderner Agrardrohnen. Erst durch die Verbindung von Flugplattform, Sensorik, präziser Navigation und strukturierter Auswertung entstehen verwertbare Informationen für die landwirtschaftliche Praxis.

Eine systematische Dokumentation mit Messwerten, Karten und Erfahrungsberichten erhöht nicht nur die Qualität der Projekte, sondern ermöglicht auch eine kontinuierliche Optimierung zukünftiger Missionen.