Bornimer Agrartechnische Berichte
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Fresh fruit and vegetables are a major source of biologically active compounds (e. g. fibers, vitamins and minerals) essential for human wellbeing. They are, however, perishable living products that require coordinated measures by growers, storage operators, processors and retailers to maintain their quality and reduce food loss and waste. Non-destructive techniques for analysing the quality of fresh produce are valuable tools applicable along the supply chain. Fresh produce attributes such as appearance, texture, flavour and nutritional value habe been traditional quality criteria, but increasingly safety and tracebility are important for all the role players along the supply chain from the farm to consumer.
The FRUTIC symposium held in February 2017 in cooperation with fair trade FRUIT LOGISTICA focused on the quality and safety of fresh horticultural commodities. The FRUITC provided a platform for researchers and practitioners to engage in technical discussions about innovations and new technologies, as well as to explore further areas of research needed in the industry to promote quality and safety of fruit and vegetables. The FRUTIC symposium was organized jointly by an enthusiastic group of researchers from the Leibniz Institute for Agricultural Engineering and Bioeconomy (Germany) and the University of Foggia (Italy). For the first time, FRUTIC symposium was being organized in cooperation with the FRUIT LOGISTICA held at the CityCube Berlin on 7 February 2017. FRUTIC lecturers also presented their topics during the subsequent three days of the FRUIT LOGISTICA trade fair, in industry-oriented workshops on specific topics. This event is designed to provide a concerted platform that brings together academics, research scientists and all the role players from fresh produce industry.
The Symposium comprises of 3 keynote talks, 3 oral sessions with 18 lectures, >20 posters, covering all three major topics: pre-harvest; postharvest quality and postharvest safety.
78
Der Einsatz bildgebender Sensorsysteme stellt für die Landwirtschaft eine Schlüsseltechnologie dar. Die Verfügbarkeit und Interpretation differenzierter zeit- und ortsbezogener Daten unterstützt maßgeblich die Verbindung ökologischer, ökonomischer und sozialer Aspekte für eine Landtechnik, die den globalen Anforderungen hinsichtlich Ernährung, Energie, Umwelt und Ressourcen in Zukunft gerecht wird. Dabei ist der interdisziplinäre Erfahrungsaustausch von Forschenden und Anwendern ein wesentlicher Aspekt. Der seit 1995 vom Leibniz.-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. koordinierte jährliche Workshop „Computer-Bildanalyse in der Landwirtschaft“ fördert gerade diesen Erfahrungsaustausch und zeichnet sich durch die Kombination innovativer Forschungsthemen in Verbindung mit anwendungsorientierten Fragestellungen aus. In 2012 fand der gut besuchte Workshop bereits zum dritten Mal am WABE-Zentrum/Klaus-Bahlsen-Haus des landwirtschaftlichen Versuchsbetriebs der Hochschule Osnabrück statt und wurde vom Competence Center of Applied Agricultural Engineering COALA organisiert (insbesondere durch das Team um Susanne Fittje). Die Entwicklung von Methoden und Algorithmen war dabei ein zentraler Fokus, der sowohl aus Industriesicht (z.B. zur Gemüsebewertung oder zum Fleischformschneiden) als auch unter Forschungsaspekten diskutiert wurde (Überlappungsproblem von Pflanzen, Smartphone-Messung der Düngerquerverteilung, Wurzelmessung im Boden oder Detektion von Blattkrankheiten). Spektrale bildgebende Methoden - „Spectral Imaging“ – gewinnen zunehmend an Bedeutung, im Workshop wurden erste Anwendungen dieser Methoden in Feldversuchen präsentiert. Mehrere technologische Neuerungen wurden vorgestellt, hierzu zählen eine 1-Chip-NDVI-Kamera, Multicopter zur Pflanzenanalyse oder Multireflex-Ultraschallsysteme. Die Sensor-Aktor-Kopplung mit bildgebenden Systemen eröffnet weitreichende Möglichkeiten, die Präsentation zur Laser-Unkrautregulierung in Verbindung mit der Bildanalyse fand dabei besonderes Interesse. Der vorliegende Band enthält neben den Beiträgen zum 18. Workshop (Osnabrück) auch die Veröffentlichungen zum 17. Workshop (Stuttgart).
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19. Arbeitswissenschafltiches Kolloquium des VDI-MEG Arbeitskreises Arbeitswissenschaften im Landbau
(2014)
Der Bornimer Agrartechnischer Bericht 83 ist das Sammelwerk zum 19. Arbeitswissenschaftlichen Kolloquium des Fachausschusses Arbeitswirtschaft im Landbau beim VDI-MEG. Die Veranstaltung stand unter dem Motto „Arbeit im Wandel“ und findet im zweijährigen Turnus statt. 17 Einzelvorträge der unterschiedlichen Themen sind in ihrer Langfassung im Tagungsband veröffentlicht. Als Themenkomplexe wurden Arbeitsorganisation, Arbeitswissenschaftliche Methodik, Arbeitssicherheit, Ergonomie, Arbeitswirtschaft, Prozesstechnik und Betriebsmanagement mit Einzelbeiträgen im landwirtschaftlichen Kontext vorgestellt.
81
Der methodologische und anwendungsorientierte Austausch zur Computergestützten Bildverarbeitung in der Agrarwirtschaft (CBA) war 1995 das Ziel, als die CBA-WORKSHOP-REIHE von der Ressortforschung des Bundes ins Leben gerufen wurde. Gastgeber waren wechselnde Forschungsinstitutionen in Deutschland. Die Themen umfassten landwirtschaftliche Fragestellungen von der molekularen und mikroskopischen Ebene bis zur räumlichen Analyse großer Landschaftsgebiete. Durch diese große thematische Bandbreite gab und gibt es Überschneidungen zu anderen Arbeitsbereichen. Daher zählt es zur Tradition des CBA-WORKSHOP, Veranstaltungen zusammen mit andern Arbeitskreisen durchzuführen. Beispielsweise wurde 2007 der 13. CBA-WORKSHOP zusammen mit dem 4. Workshop Precision Farming gemeinsam in Hohenheim abgehalten. Ein gemeinsamer Workshop mit internationalen Arbeitsgruppen fand 2009 statt, als der 15. CBA-WORKSHOP mit dem 1. Workshop der CIGR-Working Group Image Analysis for Agricultural Processes and Products (www2.atb-potsdam.de/CIGR-ImageAnalysis/) am ATB in Potsdam durchgeführt wurde. Und auch in diesem Jahr freuen wir uns auf eine gemeinsame Veranstaltung – mit den Arbeitsgruppen zum Einsatz von unbemannten Flugsystemen in der Landwirtschaft. Der Workshop zum Einsatz von Unmanned Aerial Systems (UAS) in der Landwirtschaft ist vergleichsweise jung. Er wurde erstmals 2012 von der Humboldt-Universität zu Berlin und dem ATB ausgerichtet. Die Veranstaltung fand großen Zuspruch aus dem deutschsprachigen Raum. Da bei der Datengewinnung durch UAS überwiegend optische Sensoren zum Einsatz kommen, lag es nahe, den CBA- und den UAS-WORKSHOP zu verbinden. In 2013 wurde der 19. CBA-WORKSHOP und 2. UAS-WORKSHOP gemeinsam von dem Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim e.V. (ATB) und der Beuth Hochschule für Technik Berlin (Beuth HS) ausgerichtet. Zum Organisations-Komitee gehörten Professor Michael Breuer, Harald Herda, Professor Dr. Karl-Heinz Strauch, Dr. Robin Gebbers, Andrea Gabbert, Professor Dr. Manuela Zude). Die Nutzung der Bildverarbeitung für die Steuerung und Datenerhebung sowie die radiometrische Auswertung nahm wie schon in der Vergangenheit einen Schwerpunkt ein. Phänotyping war ein weiterer Schwerpunkt. Besonderes Interesse riefen auch die Firmenpräsentationen hervor, die einen Innenhof der Beuth HS für Flugvorführungen nutzten.
88
93
In der Ausgabe 93 der Schriftenreihe „Bornimer Agrartechnische Berichte“ (BAB) werden referierte Langfassungen von Beiträgen des 22. und 23. Computer-Bildanalyse-Workshops (CBA) zusammengefasst und veröffentlicht. Ziel der jährlichen Workshop-Reihe ist unter anderem die Vertiefung des Erfahrungsaustauschs zwischen Forschergruppen in der Anwendung von bildgebenden und spektroskopischen Methoden in der Landwirtschaft und im Gartenbau.
Wie in den Vorjahren decken die Workshops 2016 und 2017 eine große Bandbreite von Themen ab wie die berührungslose Sensorik, die automatisierte Bildanalyse, Hyperspektralanalysen, sowie neue Ansätze autonomen Phytomonitorings durch Boden- und Flugroboter auf Ackerflächen oder in Obstplantagen.
Mit neuen Ansätzen der räumlichen Datenanalyse können hierbei einzelne Produktionsschritte teilflächenspezifisch optimiert werden, eine Herangehensweise, die als Precision Agriculture und in Verbindung mit mobilen, intelligenten Kommunikationsmitteln als "Smart Farming" bezeichnet wird. Globale Vision ist es, die digitalisierten Produktionssysteme so eng zu vernetzen dass die landwirtschaftliche Produktion adaptiv beeinflusst werden kann und somit ressourceneffizient und nachhaltig wird.
Für viele landwirtschaftliche Anwendungsfälle sind noch keine passenden Lösungen verfügbar, so dass für die spezifischen Einsatzbedingungen eigenständige Lösungen erarbeitet werden müssen. Hier setzt die zielgerichtete Grundlagenforschung an, die in der nächsten Dekade begünstigt durch die steigende Verfügbarkeit günstiger elektronischer Bauteile, spezielle Anwendungen für die Landwirtschaft hervorbringen wird. Dabei neu entstehende Strukturen könnten die gewohnten Abläufe in der Landwirtschaft in Zukunft fundamental ändern.
In 2016 fand der CBA-Workshop zum ersten Male an der Hochschule Harz in Wernigerode statt. In 2017 kehrte die Workshopreihe zurück an ihren Ursprung nach Potsdam, an das Leibniz-Institut für Agrartechnik und Bioökonomie e.V. Wir danken den Referenten und allen an der Organisation beteiligten Personen für zwei erfolgreiche Workshops.
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In der Ausgabe 99 der Schriftenreihe „Bornimer Agrartechnische Berichte“ (BAB) werden referierte Langfassungen von Beiträgen des 24. Computer-Bildanalyse-Workshops (CBA) zusammengefasst und veröffentlicht. Ziel der jährlichen Workshop-Reihe ist ein methodologischer und anwendungsorientierter Erfahrungsaustausch zwischen Forschergruppen bildgebender und spektroskopischer Verfahren in der Landwirtschaft und im Gartenbau. Gastgeber waren bisher wechselnde Forschungsinstitutionen in Deutschland. In diesem Jahr fand der CBA-Workshop erstmals nicht in Deutschland, sondern an der Eidgenössischen Technischen Hochschule (ETH) Zürich und damit in der Schweiz statt.
Auch in 2018 deckte der Workshop eine große Bandbreite von Themen ab. Hierzu zählten die berührungslose spektrale Sensorik, die automatisierte Bildanalyse, vor allem aber auch neue Ansätze autonomen Phytomonitorings durch Boden- und Flugroboter auf Ackerflächen und in Obstplantagen. Besonders durch innovative Konzepte der räumlichen Datenanalyse können einzelne Produktionsschritte optimiert werden, eine Herangehensweise, die als Precision Agriculture und in Verbindung mit mobilen, intelligenten Kommunikationsmitteln inzwischen als "Smart Farming" bezeichnet wird.
Globale Vision ist es, die Produktion in der Landwirtschaft und im Gartenbau zu digitalisieren und damit so eng zu vernetzen, dass eine adaptive Beeinflussung möglich und somit ressourceneffizient und nachhaltig wird. Hier setzt die zielgerichtete Grundlagenforschung an, die darauf aufbauend spezielle Anwendungen für die Landwirtschaft hervorbringen wird. Der CBA-Workshop schafft hierbei ein geeignetes Forum für den Austausch zwischen Wissenschaft und Praxis.
102
Dass die landwirtschaftliche Produktion vor großen Herausforderungen steht, wird wahrscheinlich seit dem Beginn der Workshopreihe Computer-Bildanalyse (CBA) im Jahre 1995 proklamiert. Doch nie zuvor waren die Veränderungen, die die Digitalisierung und die hohe Verfügbarkeit kostengünstiger neuer Technologien und Sensoren mit sich bringen, so spürbar und zum Greifen nah wie heute. Sie versprechen dabei, die Anforderungen der Zukunft zumindest in Teilen zu lösen. Sensoren stellen seither eine wichtige Verknüpfung zwischen Realität und Computermodell dar, wobei Kameras als günstige und hochauflösende Sensoren inzwischen verstärkt zum Einsatz kommen. Die Beiträge des 25. CBA-Workshop werden in diesem Band 102 der Bornimer Agrartechnischen Berichte abgedruckt und umfassten Themen aus dem Bereich der Präzisionslandwirtschaft, berichten über Anwendungen von fliegenden Sensorplattformen zur Erfassung von sichtbaren und
unsichtbaren Bestandesparametern, Verfahren zur Krankheitsdetektion basierend auf hyperspektralen Reflektanzmustern bishin zu neuen Ansätzen für die effiziente Auswertung aktuell verfügbarer Fernerkundungsdaten.