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Bestimmung des Bodenbedeckungsgrads

Projekt

Ermittlung des Bodenbedeckungsgrades anhand digitaler Farbfotos und automatischer Computer-Bildanalyse

Wie schnell wachsen Pflanzen? Der Bodenbedeckungsgrad ist eine wichtige Kenngröße in pflanzenbaulichen Versuchen. Die Schätzung des Bedeckungsrads durch Experten ist jedoch ungenau und subjektiv.

Hintergrund und Zielsetzung

Der Bodenbedeckungsgrad ist ein wichtiger Wachstumsparameter. Je mehr die Pflanzen den Boden bedecken, umso mehr Blattfläche steht für eine effektive Photosynthese zur Verfügung und umso besser ist die Bodenoberfläche vor Verdunstung und Erosion geschützt. Eine visuelle Schätzung des Bedeckungsgrads durch Experten ist möglich aber ungenau und subjektiv. Im Projekt soll ein standardisiertes, möglichst robustes Verfahren zur objektiven genauen Bestimmung des Bedeckungsgrads entwickelt werden.

Zielgruppe

Mit dem Projekt soll zunächst eine praktikable Methode für pflanzenbauliche Versuchsansteller entwickelt werden, da der Bedeckungsgrad bisher fast ausschließlich durch Expertenschätzung bestimmt wird. Daneben werden breiter verwertbare Erkenntnisse über Probleme und Lösungsansätze bei der Segmentierung von Farbfotos in Pflanze und Boden zur besseren Lösung von Automatisierungsaufgaben in der Pflanzenproduktion beitragen.

Vorgehensweise

Siehe "Daten und Methoden".

Daten und Methoden

Im Laufe des Projekts wurde eine größere Anzahl von Fotos verschiedener landwirtschaftlicher Fruchtarten unter teilstandardisierten Beleuchtungsbedingungen aufgenommen. Ein wissensbasiertes Klassifikationsverfahren soll so implementiert und trainiert werden, dass es zukünftig die Auswertung neuer Fotos ohne erneutes Training erlaubt.

Ergebnisse

Vorläufige Ergebnisse zeigen eine hohe Segmentierungsqualität unter optimalen Bedingungen. Unter widrigen Umständen muss mit teils erheblichen Fehlern gerechnet werden, die mit dem gewählten Lösungsansatz nicht komplett verhindert werden können. Die Ergebnisse sollen durch weiteren Trainingsaufwand verbessert und die Leistungsfähigkeit des Verfahrens unter verschiedenen Bedingungen bewertet und dokumentiert werden.

Thünen-Ansprechpartner


Beteiligte externe Thünen-Partner


Zeitraum

1.2004 - 12.2016