RTK-gestützte Bonituren und Messungen haben Einzug in die Feldversuche am IfZ gehalten

Messungen und Bonituren auf Einzelpflanzenebene in landwirtschaftlichen Feldversuchen erfordern eine genaue Lokalisierung der ermittelten Parameter, damit z.B. eine räumliche Zuordnung zu zeitgleich durchgeführten Drohnenüberflügen möglich ist. Auch für die genaue Vermessung von Drainagerohren, Kanalschächten oder Grenzsteinen in landwirtschaftlichen Betrieben werden verlässliche geographische Daten benötigt.

Mit dem „RTK Calibrated Surveyor Kit” der Firma ArduSimple® können georeferenzierte Daten mit RTK Genauigkeit, d.h. mit einer maximalen Abweichung von 1-2 cm zur tatsächlichen Position, in Form von Punkten, Linien, Polygonen oder Fotos erstellt werden. Während der Datenaufnahme werden den Positionen unmittelbar Bonitur- oder Messwerte zugeordnet und diese anschließend zur Weiterverarbeitung in eine GIS Software exportiert. Bereits vorhandene Flächen oder Punkte können wieder geladen und so gezielt im Feld aufgesucht werden.

Das System kann als low-cost Lösung bezeichnet werden und besteht aus einer Multiband GNSS Antenne, einem Karbonstab zur Befestigung der Antenne sowie einem RTK-Modul, welches die GNSS Positionsdaten aus der Antenne und eingehende Korrektursignale verrechnet.

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Erweitert wird dieses System durch ein internetfähiges Endgerät des Anwenders: Hier geht über den Mobilfunk das Korrektursignal vom Satellitenpositionierungsdienst SAPOS der Landesvermessungsämter ein. SAPOS-HEPS ist dafür ausgelegt eine Genauigkeit von 1-2 cm in der Lage und 2-3 cm in der Höhe zu erzielen und kann, nach Anmeldung beim jeweiligen Landesvermessungsamt, in vielen Bundesländern kostenfrei bezogen werden.

Für die Weiterverarbeitung der Daten werden verschiedene kostenfreie Apps, wie bspw. SW Maps oder QField, zum Download angeboten. Wichtig ist, dass diese Apps das Mobiltelefon in die Lage versetzen, das Korrektursignal über mobile Daten im RTCM Format durch einen sogenannten Ntrip-Client zu empfangen und umzusetzen.

 

Um die Leistungsfähigkeit des kostengünstigen ArduSimple® RTK Systems zu ermitteln, wurde dieses mit dem – für den professionellen Einsatz entwickelten – Gerät R10 von Trimble® verglichen. Zu diesem Zweck wurde ein vorher definierter Punkt mit beiden Systemen eingemessen.  Die ermittelten Abstände zwischen den Messpunkten der beiden Geräte zeigten, dass das ArduSimple® System eine hohe Güte bei der Messung von Positionsdaten aufweist. Insbesondere durch die Mittelwertbildung aus mehreren eingehenden Signalen zur Bestimmung der geographischen Position konnte die Qualität der erhobenen Daten weiter gesteigert und die Abweichung gegenüber dem Gerät von Trimble® auf ca. 1,4 mm - 3,6 mm reduziert werden. Auch bei Einzelmessungen lagen die Abweichungen jeweils unter 1 cm, was grundsätzlich als sehr gering einzustufen ist.

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Ein wichtiger Einsatzbereich des ArduSimple® Systems am Institut für Zuckerrübenforschung ist die Durchführung von Einzelpflanzenbonituren im Bestand mit RTK Genauigkeit. Während eine Person bonitiert, werden die erhobenen Werte und die geographische Position mit einem Android Tablet aufgenommen (s. Abb. 3)

Interessant ist diese Form der digitalen Bonitur insbesondere für den Abgleich von Daten aus Drohnenüberflügen. Die daraus erstellten Orthomosaikbilder werden über Bodenkontrollpunkte mit bekannten Koordinaten georeferenziert und somit können den Luftbildern die Bonituren aus dem Feld räumlich exakt zugeordnet werden.

Glossar

  1. GNSS: Global Navigation Satellite System, z.B. GPS und Galileo. System zur Positionsbestimmung und Navigation
  2. RTK: Real Time Kinematic, mithilfe von Referenzstationen wird das GNSS Signal korrigiert
  3. SAPOS: Satellitenpositionierungsdienst der dt. Landesvermessung, stellt Referenzstationen und Korrekturdaten
  4. HEPS: Hochpräziser Echtzeit Positionierungs-Service, SAPOS Dienst für Positionsgenauigkeiten von 1 bis 2 cm
  1. 5. RTCM: Radio Technical Commission for Maritime Services, Datenformat zur Übertragung von Korrekturdaten
  2. Ntrip: Networked Transport of RTCM via Internet Protocol, Protokoll bzw. Klient für den Empfang von RTCM Daten über das Internet
  3. GIS: Geoinformationssystem, z.B. QGIS und ArcGIS, Systeme zur Erfassung und Bearbeitung räumlicher Daten
  4. SW Maps & QField: kostenfreie Android-GIS Apps zur Verarbeitung ortsbezogener Daten
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