Satellitdata til landbruget Skaber det værdi eller er det varm luft? Lars Byrdal Kjær, Sektionsleder, Teknologisk Institut Vækst i rumerhvervet afslutningskonference 13. december 2018
Markforsøg, teknologi og analyse Center i AgroTech divisionen på Teknologisk Institut. Har kontor i Agro Food Park i Skejby, Aarhus. Står for driften af mere end 1000 markforsøg på vegne af SEGES. Markteknik Mette Walter Markforsøg, ground truth data, sensordata, sensortest, test af markudstyr, robotter og andet udstyr. Forsøgsplanlægning Karina Vincents Lohmann Forsøgsplanlægning og organisering, datavalidering, analyse og rapportering. Statistik & Software Lars Byrdal Kjær Statistisk analyse, machine learning, billedanalyse, big data, software udvikling, sensor integration.
Rummet kalder jorden Satellitbilleder med høj opløsning vil kunne bruges til hurtigt og billigt at måle afgrødernes biomasse i vækstsæsonen. Satellitbilleder og GNSS gør det muligt at tilføre kvælstof i præcis de mængder og præcis de steder, hvor der er behov. Højopløselige satellitbilleder giver mulighed for hurtigt at opdage misvækst og sygdomme.
Satellitdata og biomasse NDVI og NDRE er begge indices, der udtrykker planternes grønhed. Planters grønhed vækst, gødningstilstand, sundhed biomasse. Biomasse/udbytte er interessant: Handel med korn Planlægning af foder til vinterfodring Prognoser for verdens fødevaretilstand NDVI = (B08 B04) / (B08 + B04); NDRE = (B8A B05) / (B8A + B05)
Biomasse i vinterhvede R 2 = 0.80 R 2 = 0.84 R 2 = 0.80 R 2 = 0.89 3 marker - vinterhvede Satellitdata (NDVI/NDRE) Dronedata (NDVI/NDRE) Ground sensor (NDVI) Biomasse (64 planteklip) Høstudbytte (GPS-specifikt)
Biomasse i vinterhvede Field data Satellite data
NDVI, biomasse og kerneudbytte NDVI NDVI bedst NDRE bedst Negativ korrelation Biomasse Kernemasse NDVI Marts Juli August Tid
Majs, græs og satellitdata Majsmarker Græsmarker 733+1072=1805 marker 1369+966=2335 marker
Kan man estimere udbyttet ud fra satellitdata? Biomasse i marken kan prædikteres ud fra satellitdata, men usikkerheden er pt. så stor, at den i praksis ikke skaber værdi for landmanden. Præcisionen kan øges ved at kombinere med andre lag af data, såsom klimadata, jordbundsforhold, sortsegenskaber, såtidspunkt Andre variationskilder, der kan påvirke prædiktionen er år-til-år-variation, inter-mark variation og managementfaktorer.
Irrigation Tracker og intelligent vanding Markvanding kan på sandede jorde give op til 40% merudbytte. Landbruget står for halvdelen af det danske forbrug af grundvand. En kartoffelavler med 100 marker og 30 vandingsmaskiner har svært ved at styre og prioritere sin vanding.
Irrigation Tracker og intelligent vanding
Irrigation Tracker og intelligent vanding
Irrigation Tracker og intelligent vanding Intelligent vanding: Systemer, der fortæller, hvor det giver størst værdi at vande størst vandingsbehov. Ingen manuelle registreringer. Dokumentation af vanding. Vandingsbehov= Vand jord - Evapotranspiration nedbør - vanding Vind, temperatur, luftfugtighed, afgrøde, vækststadium, jordtype
Irrigation Tracker og intelligent vanding
Antal marker Antal marker Robusthed i satellitdata 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Antal satellitbilleder i 2017 885 740 99 48 0 2 0-4 4-8 8-12 12-16 16-2 20-24 Antal satellitbilleder med maks 15 % skydække 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 Antal satellitbilleder i 2018 788 648 387 63 35 2 0-35 35-40 40-45 45-50 50-55 55-60 Antal satellitbilleder med maks 15 % skydække 1774 marker 1923 marker
Tidsperspektivet i sensordata Måneder Uger Dage Timer Sekunder Inspiration: AgroIntelli
Præcisionssprøjtning
Præcisionslandbrug i Danmark 32.833 bedrifter. 25.136 anvender ikke præcisionsteknologi. https://www.dst.dk/da/statistik/nyt/nythtml?cid=30775
Brug af fotos fra satellitter og droner 4 pct. af alle bedrifter anvender landskabsfoto og data fra satellitter eller droner til at overvåge eller analysere markernes tilstand. https://www.dst.dk/da/statistik/nyt/nythtml?cid=30775
Barrierer for øget anvendelse (DK) https://www.dst.dk/da/statistik/nyt/nythtml?cid=30775
Pct. som er enige eller meget enige i udsagnet Barrierer for øget anvendelse i USA 80 70 60 50 40 30 20 10 0 2004 2008 2009 2011 2013 2015 2017 Landmanden tror ikke på præcisionslandbrugs anbefalinger. Håndtering af præcisions-data tager for meget af landmandens tid. Omkostninger for land-manden større end fordele. Landmand interesseret, men har ikke råd. http://agribusiness.purdue.edu/files/file/croplife-purdue-2017-precision-dealer-survey-report.pdf
Satellitbaseret teknologi på vej i landbruget Gradueret gødskning, svampe-bekæmpelse, vækstregulering og udsæd. Jordprøver og kalktildeling. Vanding. Smart regulering af efterafgrøder, græs og kartoffelkontrol. Kilde: SEGES, 2018
Satellitdata varm luft eller? Der er satellitfirmaer, der sælger varm luft til landbruget. Agronomisk brugbare værktøjer er endnu kun på begynderstadiet. Satellitdata i landbruget er kommet for at blive - og kommer til at spille en stor rolle på et moderne landbrug. Men det bliver kun et værktøj sammen med en masse andre smarte, digitale værktøjer.