ARmEO - Augmented Reality meets Earth Observation

Aufbereitung von Erdbeobachtungsdaten, um ihre Anwenderfreundlichkeit zu steigern und Barrieren für deren Nutzung abzubauen

Hintergrund

Die Geschichte der Landwirtschaft ist geprägt von Wandel. Der Einsatz schwerer Maschinen, der von Chemikalien und Düngemitteln, sowie der Erkenntniszuwachs in der Pflanzengenetik haben immer wieder tiefgreifende Veränderungen eingeleitet. Zurzeit macht die Landwirtschaft einen weiteren Entwicklungssprung durch. Moderne Messtechniken wie Fernerkundungssensoren, Feld- und Maschinensensoren, Analysewerkzeuge zur Nutzung von großen Datensätzen (Stichwort: Machine Learning, Big Data) und Satellitendaten stehen bereits zur Verfügung. Entscheidungen über den Einsatz von Dünge- oder Pflanzenschutzmitteln, den Zeitpunkt und das Ausmaß der Bewässerung, das Ausbringen des Saatguts sind daher auf Grundlage von verschiedenen Datenquellen möglich.

Projektinhalt

Die Digitalisierung der Landwirtschaft hat großes Potential zu einer effizienteren und nachhaltigen Produktion beizutragen. Zum Beispiel stellt das EU Erdbeobachtungsprogramm Copernicus Sentinel ein breites Spektrum an Satellitendaten frei zur Verfügung, die auch von Landwirt*innen genutzt werden können. Ein Schwachpunkt ist allerdings eine zielgerichtete und nutzer*innenfreundliche Vermittlung dieser Informationen. Landwirt*innen mangelt es oft an den erforderlichen IT Kenntnissen, um mit derartigen Informationen sinnvoll umzugehen, sie zu organisieren und entsprechend zu nutzen. Hier setzt ArmEO an.Die Projektpartner von der Universität für Bodenkultur Wien können mithilfe von Machine Learning Modellen aus den Satellitenbildern relevante Daten für die landwirtschaftliche Arbeit errechnen. Mit Hilfe von Augmented und Mixed Reality und neuen Visualisierungstechniken sollen relevante Informationen benutzerfreundlich für verschiedene Endgeräte aufbereitet werden. Erprobt werden hierfür Smartphones oder Tablets (mittels Video-SeeThrough AR), sowie auch Augmented-Reality-Brillen (wie die Microsoft Hololens), die versprechen in Zukunft ein alltäglicher Begleiter im Arbeitsleben zu werden.

Projektziel

Ziel von ARmEO ist es, Nutzer*innen den Zugang zu den Copernicus Sentinel Satellitendaten zu erleichtern und damit bestehende Barrieren abzubauen. Das Projekt ist im Wesentlichen auf die Entwicklung einer benutzer*innenfreundlichen und kosteneffizienten Schnittstelle zwischen intelligenten satelliten-gestützten Softwaretools und Augmented Reality (AR) ausgerichtet. Damit soll einem präziseren Monitoring und Management der landwirtschaftlichen Produktion der Weg geebnet werden. 

Der Fokus des Projektes liegt auf kontinuierlichem Bestandsmonitoring, besserem Bewässerungsmanagement, optimierter Stickstoff- Düngung, sowie der Unterstützung bei Feldinspektionen und in-situ Messungen. Zudem soll über das Projekt hinausgedacht und weitere AR-Anwendungen im Außenbereich (z.B. für die Bauwirtschaft) in Verbindung mit Präzisionsnavigation geschaffen werden.

Die Hauptziele des ARmEO Projektes sind:
  • Die Weiterentwicklung von bestehenden satelliten-basierten Produkten mit besonderem Augenmerk auf Nutzer*innenfreundlichkeit (in Übereinstimmung mit den gesetzlichen Richtlinien).
  • Umfassende Untersuchungen dazu, wie Augmented Reality und neue Methoden zur Datenvisualisierung verwendet werden können, um Anwender*innen darin zu unterstützen Informationen aus verschiedenen Datenquellen möglichst schnell und intuitiv zu erfassen (z.B. Landüberwachungsdaten der Copernicus Services bzw. Daten aus Machine-Learning Modellen werden on location visualisiert). 

Beide Aktivitäten werden auf der Basis von nutzer*innengesteuerten Ansätzen und in enger Kooperation mit den Nutzer*innen durchgeführt.

Ergebnis

ARmEO bereitet relevante Informationen in Verbindung mit Präzisionslokalisierung für Geräte wie Augmented-Reality Brillen leicht fassbar auf stellt sie genau dort bereit, wo sie gebraucht werden. Damit wird Landwirt*innen ihre Arbeit erleichtert, Unwägbarkeiten werden minimiert und die Produktivität gesteigert. Vor allem wird es möglich werden, die Wassernutzung sowie den Stickstoffdüngereinsatz zu optimieren, die Arbeitsabläufe besser aufeinander abzustimmen und Kenntnisse über die Bedingungen im Feld und mögliche Gefahren zu vertiefen. Dies hilft besser für kommende Herausforderungen gerüstet zu sein (v.a. durch den Klimawandel verursachte Wetterextreme) und langfristig die Wettbewerbsfähigkeit der österreichischen Landwirtschaft sichern.

 

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FH-Dozent
Department Medien und Digitale Technologien
Arbeitsplatz: B - Campus-Platz 1
M: +43/676/847 228 250
Studierende
Ramon Brullo
Manuel Schumach
PartnerInnen
  • Universität für Bodenkultur Wien -BOKU (Lead)
  • AGROservice create4D
Finanzierung
FFG Austrian Space Applications Programme (ASAP)
Laufzeit
01.01.2021 – 31.12.2022
Projektstatus
laufend
Beteiligte Institute, Gruppen und Zentren
Institut für Creative\Media/Technologies