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Analyse spektroradiometrischer in situ Messungen als Datenquelle für die teilflächenspezifische Zustandsbeschreibung von Winterweizenbeständen

dc.contributor.advisorKappas, Martin Prof. Dr.de
dc.contributor.authorErasmi, Stefan Dr.de
dc.date.accessioned2002-08-28T15:19:59Zde
dc.date.accessioned2013-01-18T11:26:14Zde
dc.date.available2013-01-30T23:50:14Zde
dc.date.issued2002-08-28de
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/11858/00-1735-0000-0006-B25D-Ade
dc.identifier.urihttp://dx.doi.org/10.53846/goediss-2368
dc.description.abstractVor dem Hintergrund der politischen, wirtschaftlichen und gesellschaftlichen Situation im Agrarsektor ist der Bedarf an aktuellen, objektiven, flächenhaft verfügbaren Zustandsinformationen auf Teilschlagebene in den letzten Jahren sprunghaft gestiegen. Fernerkundungsdaten können hierzu einen bedeutenden Beitrag liefern. Die Arbeit untersucht das Potenzial von spektral hochauflösenden abbildenden (HyMap®) und nicht-abbildenden (ASD FieldSpec®) optischen Sensoren zur Vorhersage zeitlich und räumlich mobiler Standort- und Zustandsparameter von Kulturpflanzenbeständen. Im Mittelpunkt der Untersuchungen steht hierbei die Schätzung von Komponentenkonzentrationen frischer Pflanzenmasse durch multivariate Analyseverfahren aus in situ Messungen der spektralen solaren Reflexion. Der Schwerpunkt der multivariaten Analyse der Spektraldaten liegt auf der Schätzung der Gesamt-N-Konzentration in der Pflanzenmasse. Stickstoff unterliegt im Boden einer regen Dynamik, wodurch der pflanzenverfügbare N-Gehalt in Abhängigkeit von Jahreszeit, Standort, Bewirtschaftungsbedingungen und weiteren Faktoren in weiten Grenzen schwanken kann. Mit einer gezielten Stickstoffdüngung kann stärker als bei anderen Nährstoffen direkt und kurzfristig Einfluss auf die Ertragsbildung genommen werden. Die gezielte Düngung erfordert besonders genaue Kenntnisse über die räumliche und zeitliche Mobilität der Nährstoffverfügbarkeit und des Nährstoffbedarfs. Hierzu liefern spektrale Aufnahmen des Pflanzenbestands wertvolle Informationen, wenn sie in der Lage sind, die Variabilitäten des Pflanzenzustands mit hoher Genauigkeit räumlich, zeitlich und vor allem quantitativ vorherzusagen. Der letztgenannte Aspekt stellt für die Forschung und Anwendung zur Zeit das größte Problem bei der Auswertung von Fernerkundungsdaten dar, da diese zwar in der Lage sind, teilschlaggenaue Unterschiede zu erkennen, diese Tendenzen können aber in der Regel lediglich qualitativ bewertet werden. Die durchgeführten Untersuchungen führen zu der übergreifenden Feststellung, dass die Schätzung von Komponentenkonzentrationen der Hauptnährelemente von Winterweizenpflanzen mit Hilfe spektroradiometrischer Messungen möglich ist. Hierbei sind aber eine Reihe einschränkender Aspekte zu berücksichtigen (Einflussvariablen, Standardisierung, Spektralbereich, spektrale Auflösung, Verfahren der multivariaten Analyse, Regionalisierung, etc.), die im Rahmen der Arbeit ausführlich diskutiert werden. Fernerkundungsdaten können in Abhängigkeit von ihrer verfügbaren zeitlichen, räumlichen und spektralen Auflösung einen entscheidenden Beitrag zur optimierten und objektiven Datenerhebung für die Darstellung von Standortvariabilitäten im Rahmen des teilflächenspezifischen Ackerbaus (precison farming) leisten. Diese Informationen können z. B. zur Vorhersage des Stickstoffbedarfs von Pflanzen während Ihrer vegetativen Phase gewinnbringend genutzt werden.de
dc.format.mimetypeapplication/pdfde
dc.language.isogerde
dc.rights.urihttp://webdoc.sub.gwdg.de/diss/copyrdiss.htmde
dc.titleAnalyse spektroradiometrischer in situ Messungen als Datenquelle für die teilflächenspezifische Zustandsbeschreibung von Winterweizenbeständende
dc.typedoctoralThesisde
dc.title.translatedAnalysis of spectroradiometric field measurements for a site specific estimation of crop parameters in winter wheatde
dc.contributor.refereeGerold, Gerhard Prof. Dr.de
dc.date.examination2002-06-17de
dc.subject.dnb910 Geografiede
dc.subject.dnbReisende
dc.description.abstractengAgainst the background of the political, economical and societal situation in the agronomic sector, there is an increasing demand for spatio-temporal high resolution data for a site specific evaluation of crop parameters. For this purpose, remote sensing data can yield an evident contribution. In this context, the major goal of the activities is to establish a reliable procedure to assess the concentration of the major constituents of in vivo plant material. This is done by multivariate analysis of spectroradiometric measurements of the solar component of the reflected electromagnetic radiation with imaging (HyMap®) and non-imaging sensors (ASD FieldSpec®). The main focus of the multivariate analysis is on the estimation of the total N-concentration in winter wheat crops because of the spatial and temporal dynamic of nitrogen within the top soil layers of the cultivated fields. This distribution depends on the time of year, position and cultivation methods. A site specific nitrogen fertilisation may result in effective short-term improvements of the plant environment and in consequence in higher yields/ha. Site specific applications of nitrogen or other fertilisers require a fundamental knowledge of the spatial and temporal mobility of nutrient availability and nutrient demands. Hypothetically, high resolution in situ spectral measurements of plants supply useful information, especially for the quantitative estimation of variable plant constituents. This thesis implies the main problem in research and development on spectral field measurements of plants and is evaluated in the main part of the doctoral thesis. The results of the dissertation indicate, that in principal it is possible to predict the concentrations of the main nutrients in fresh plant material with spectrometric measurements. The main factors and that influence the measured spectral signal of a crop and the restrictions that have to be faced during spectrometric in situ measurements (standardisation, spectral region, spectral resolution, multivariate analysis, regionalisation, etc.) have been investigated and evaluated. The overall outcome of the studies is that the implementation of remote sensing data contributes to an optimised and objective data sampling and visualisation strategy of the site specific variability in soil and plant properties in the context of precision farming applications.de
dc.subject.topicMathematics and Computer Sciencede
dc.subject.gerFernerkundungde
dc.subject.gerSpektroskopiede
dc.subject.gerPflanzenbaude
dc.subject.gerprecision farmingde
dc.subject.engremote sensingde
dc.subject.engspectroscopyde
dc.subject.engprecision farmingde
dc.subject.bk74.41de
dc.subject.bk38.03de
dc.identifier.urnurn:nbn:de:gbv:7-webdoc-1149-0de
dc.identifier.purlwebdoc-1149de
dc.affiliation.instituteFakultät für Geowissenschaften und Geographiede
dc.subject.gokfullQBD 500: Fernerkundungde
dc.subject.gokfullRemote sensing {Geographie}de
dc.identifier.ppn497586428de


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