1.6 Typische Anwendungen

1.6 Typische Anwendungen von Agrardrohnen

Von der Datenerfassung zur fundierten Entscheidung

Einleitung

Der Einsatz von Agrardrohnen hat sich in den vergangenen Jahren von einem experimentellen Verfahren zu einer etablierten Technologie der modernen Landwirtschaft entwickelt. Während Drohnen anfangs vor allem zur Erstellung von Luftbildern eingesetzt wurden, übernehmen sie heute eine Vielzahl spezialisierter Aufgaben – von der Analyse des Pflanzenbestandes bis zur Erstellung hochpräziser Applikationskarten.

Der eigentliche Mehrwert entsteht dabei nicht durch den Flug selbst, sondern durch die Kombination aus moderner Sensorik, präziser Navigation und intelligenter Datenauswertung. Agrardrohnen liefern objektive Informationen über den Zustand landwirtschaftlicher Flächen und ermöglichen es, Maßnahmen gezielt und ressourcenschonend umzusetzen.

Im Folgenden werden die wichtigsten Anwendungsbereiche vorgestellt.

Bestandsanalyse

Überblick über den Pflanzenbestand

Die Bestandsanalyse gehört zu den häufigsten Anwendungen von Agrardrohnen. Ziel ist es, den Entwicklungszustand eines Pflanzenbestandes möglichst vollständig und objektiv zu erfassen.

Im Gegensatz zur klassischen Feldbegehung werden nicht nur einzelne Bereiche betrachtet, sondern die gesamte Fläche systematisch analysiert.

Erfasste Informationen

Mit geeigneter Sensorik lassen sich unter anderem folgende Merkmale bewerten:

Pflanzendichte
Wuchshöhe
Entwicklungsstadium
Blattflächenindex
Vegetationsdichte
Bestandslücken
Auflaufverhalten

Eingesetzte Sensoren

Je nach Fragestellung kommen unterschiedliche Sensoren zum Einsatz:

RGB-Kameras
Multispektralkameras
RTK-GNSS
LiDAR
Thermalkameras

Nutzen

Die Bestandsanalyse bildet die Grundlage für zahlreiche weitere Entscheidungen, beispielsweise:

Düngung
Pflanzenschutz
Bewässerung
Ertragsabschätzung
Nachsaat

Wildrettung

Schutz von Wildtieren vor der Mahd

Während der Frühjahrsmahd besteht ein hohes Risiko, dass Rehkitze oder anderes Jungwild im hohen Gras übersehen werden. Da Jungtiere bei Gefahr häufig regungslos im Bestand verharren, können sie durch herkömmliche Sichtkontrollen nur schwer entdeckt werden.

Hier bieten Drohnen mit Wärmebildkameras eine effektive Lösung.

Arbeitsweise

Die Befliegung erfolgt in den frühen Morgenstunden, wenn der Temperaturunterschied zwischen Tierkörper und Umgebung besonders groß ist. Wärmebildkameras machen die Tiere als deutliche Wärmequellen sichtbar. Anschließend können sie vor Beginn der Mahd gesichert werden.

Vorteile

deutlich höhere Auffindungsrate
schnelle Flächenkontrolle
geringerer Personalaufwand
Beitrag zum Tierschutz
dokumentierbare Suchflüge

Erkennung von Schädlingsbefall und Pflanzenkrankheiten

Frühzeitige Erkennung von Stresssymptomen

Viele Pflanzenkrankheiten oder Schädlingsschäden führen bereits in einem frühen Stadium zu Veränderungen der Blattstruktur oder der Photosynthese. Diese Veränderungen sind mit bloßem Auge häufig noch nicht erkennbar.

Multispektralkameras messen Reflexionen in verschiedenen Wellenlängenbereichen und ermöglichen dadurch eine frühzeitige Identifikation auffälliger Bereiche.

Beispiele

Pilzbefall
Blattkrankheiten
Schädlingsfraß
Virusinfektionen
Trockenstress

Vorteile

frühzeitiges Eingreifen
gezielter Pflanzenschutz
geringerer Chemikalieneinsatz
Reduzierung wirtschaftlicher Schäden

Analyse der Stickstoffversorgung

Teilflächenspezifische Düngung

Stickstoff zählt zu den wichtigsten Pflanzennährstoffen. Gleichzeitig verursacht seine Herstellung hohe Energiekosten und eine Überversorgung belastet Umwelt und Gewässer.

Agrardrohnen ermöglichen eine präzisere Einschätzung des Stickstoffbedarfs einzelner Teilflächen.

Vorgehensweise

Flug mit Multispektralkamera
Berechnung eines Vegetationsindex (z. B. NDVI)
Analyse der Pflanzenvitalität
Erstellung einer Applikationskarte
Variable Ausbringung des Düngers

Vorteile

geringerer Düngemittelverbrauch
höhere Nährstoffeffizienz
reduzierte Umweltbelastung
wirtschaftlicher Betrieb

Bewässerungsmanagement

Wasser gezielt einsetzen

Wasser wird in vielen Regionen zu einer knappen Ressource. Eine gleichmäßige Bewässerung berücksichtigt jedoch häufig nicht die unterschiedlichen Boden- und Pflanzenbedingungen innerhalb eines Feldes.

Thermalkameras und Vegetationsanalysen ermöglichen eine differenzierte Bewertung des Wasserbedarfs.

Erfasste Parameter

Blattoberflächentemperatur
Verdunstung
Trockenstress
Bodenfeuchte (indirekt)
Temperaturunterschiede

Ergebnis

Bewässerung kann gezielt auf Bereiche mit tatsächlichem Bedarf konzentriert werden.

Photogrammetrie

Präzise Vermessung aus der Luft

Die Photogrammetrie zählt zu den wichtigsten Anwendungen professioneller Agrardrohnen.

Aus einer Vielzahl überlappender Einzelbilder entstehen:

Orthofotos
3D-Modelle
Digitale Geländemodelle (DGM)
Digitale Oberflächenmodelle (DOM)
Punktwolken

Einsatzgebiete

Flächenvermessung
Erosionsanalyse
Drainagen
Bewässerungssysteme
Geländeveränderungen
Dokumentation

Open-Source-Software wie OpenDroneMap ermöglicht die Verarbeitung dieser Daten ohne proprietäre Lizenzkosten.

Biomassebestimmung

Bewertung des Pflanzenwachstums

Die Biomasse beschreibt die Menge pflanzlicher Substanz auf einer Fläche und ist ein wichtiger Indikator für den Entwicklungszustand eines Bestandes.

Durch die Kombination aus:

Vegetationsindizes
Höhenmodellen
Punktwolken
LiDAR
Multispektraldaten

lassen sich Biomasseunterschiede innerhalb eines Feldes erkennen.

Anwendungen

Wachstumsanalyse
Düngemanagement
Ertragsprognosen
Sortenvergleich
Versuchswesen

Ertragsprognosen

Erträge frühzeitig abschätzen

Eine möglichst genaue Ertragsprognose erleichtert die Planung von Ernte, Lagerung und Vermarktung.

Drohnen liefern hierfür wichtige Eingangsdaten.

Berücksichtigt werden unter anderem:

Pflanzenvitalität
Biomasse
Blattflächenindex
Entwicklungsstadium
Temperatur
Niederschlag
Bodeneigenschaften

Durch die Kombination historischer Daten mit aktuellen Sensormessungen entstehen belastbare Prognosemodelle.

Mit dem zunehmenden Einsatz künstlicher Intelligenz verbessert sich deren Genauigkeit kontinuierlich.

Zusammenwirken der Anwendungen

In der Praxis werden die beschriebenen Verfahren selten isoliert eingesetzt. Vielmehr ergänzen sie sich gegenseitig und bilden einen durchgängigen digitalen Arbeitsprozess:

Flugplanung mit RTK-GNSS und Missionssoftware.
Datenerfassung durch RGB-, Multispektral-, Thermal- oder LiDAR-Sensoren.
Photogrammetrische Verarbeitung zu Orthofotos und Höhenmodellen.
Analyse von Vegetationsindizes und weiteren Kennwerten.
Erstellung von Applikationskarten für Düngung, Bewässerung oder Pflanzenschutz.
Umsetzung durch moderne Landmaschinen mit variabler Ausbringtechnik.
Erfolgskontrolle durch erneute Befliegungen und Vergleich mit früheren Daten.

Dieser geschlossene Informationskreislauf ist ein zentrales Merkmal der Präzisionslandwirtschaft.

Vergleich der wichtigsten Anwendungen

Anwendung	Hauptsensoren	Typischer Nutzen
Bestandsanalyse	RGB, Multispektral	Überblick über Pflanzenentwicklung
Wildrettung	Thermalkamera	Auffinden von Wildtieren vor der Mahd
Schädlings- und Krankheitsmonitoring	Multispektral, Thermal	Früherkennung von Stress und Befall
Stickstoffversorgung	Multispektral	Bedarfsgerechte Düngung
Bewässerung	Thermalkamera	Erkennung von Trockenstress
Photogrammetrie	RGB, RTK-GNSS	Orthofotos, 3D-Modelle und Vermessung
Biomassebestimmung	LiDAR, Multispektral	Bewertung des Pflanzenwachstums
Ertragsprognosen	Kombination mehrerer Sensoren	Planung von Ernte und Vermarktung