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RAPR

Über das Projekt

Gegenstand des Projekts ist die Entwicklung eines Prototypen zur regelbasierten Verarbeitung raumbezogenen Agrarwissens im Bereich der Produktion von Biorohstoffen. Der Prototyp soll im operativen Betrieb der Beratung zum Produktions- und Ressourcenmanagement eingesetzt und erprobt werden. Das System wird als quelloffene Software realisiert und nach Ablauf des Vorhabens als Open Source zur Verfügung gestellt.

Digitalisierte, aufbereitete Geoinformationen und aktuelle, sensorgestützte Datenerhebung in der landwirtschaftlichen Produktion bieten eine erfolgversprechende Grundlage für vielfältige Prognose- und Steuerungsdienste. In Form individueller und zeitnaher Beratung auch vor Ort tragen solche Dienste in erheblichem Maße zu einer ergebnisoptimierten und ressourcenschonenden landwirtschaftlichen Produktion bei. Beispielsweise werden so effektive Untersuchungen von regionalen Produktionspotentialen unterstützt, wie sie im Vorfeld von Entscheidungen über neue Produktionsstandorte für Biorohstoffe unabdingbar sind.

Die in diesen Werkzeugen vorliegende Datenfülle kann jedoch nur mit großem Aufwand in situationsadäquate und fallspezifische Beratungsleistungen umgesetzt werden: In jedem einzelnen Fall ist nicht nur erhebliches Fachwissen im Agrarbereich notwendig, sondern auch detaillierte Kenntnisse des Leistungsumfangs und der Bedienung der verfügbaren Geoinformationssysteme. Die entsprechende, ausschließlich manuelle Abfrage, Integration und Verarbeitung der relevanten Informationen limitiert in unerwünschter Weise Umfang und Qualität der möglichen Beratung.

Das Projekt löst diese Schwierigkeit durch Realisierung eines auf die Beratungsunterstützung ausgerichteten Assistenzsystems: Raumbezogenes Fachwissen der Experten für den Pflanzenanbau wird in geeignete Regelsprachen überführt. Die so erzeugte Wissensbasis erlaubt es dem System, individuelle Beratungsfragen automatisch umzusetzen in Anfragen an angeschlossene Geoinformationssysteme, und die erhaltenen ortsspezifischen Daten unter Berücksichtigung des Fachwissens zu bewerten und zu kombinieren. Damit werden die bisher bestehenden konzeptuellen Brüche überwunden und heute noch getrennte Wissensquellen integriert. Es steht zu erwarten, dass so die Qualität der fallspezifischen Beratung bei gleichzeitiger Verringerung des Aufwands gesteigert werden kann. Gleichzeitig wird - insbesondere durch Integration von unmittelbar vor Ort erhobenen Sensordaten - die Grundlage für einen langfristigen strukturierten Erwerb gesicherten Wissens gelegt.

Das Projekt beinhaltet die Entwicklung des Regelsystems, die Integration der verfügbaren Geoinformationssysteme, die Akquisition und Formalisierung des notwendigen Expertenwissens, die Modellierung der zur semantischen Integration notwendigen Modelle und Ontologien, sowie die Realisierung der begleitenden Regeleditoren und Export-, Interaktions- und Visualisierungskomponenten zur Verbreitung und Bearbeitung der Ergebnisse.

 

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Nutzung des Systems

Bei der Domänenanalyse wurde die geplante Nutzung des Systems erfragt. Direkte Nutzer des Systems sind die Berater am Dienstleistungszentrum Ländlicher Raum Rheinhessen-Nahe-Hunsrück (DLR-RNH). Bei der Nutzung des Systems werden die Bereiche Ressourcen- und Ressourcenmanagement  unterschieden. Für jeden Bereich wurden:

  • typische Fragen an das System formuliert
  • die Zielgruppe definiert
  • der Beobachtungsraum festgelegt
  • die benötigten Statistiken angegeben.

Für das Ressourcenmanagement von Biorohstoffen steht die Frage nach dem Produktionspotenzial einer bestimmten Region im Vordergrund.

Anfragen an das Ressourcenmanagement werden von Entscheidungsträgern des Ministeriums und von Beratern  des DLR gestellt, um Industrie, Investoren und weitere Biomasse-Nachfrage mit Informationen über das Produktionspotenzial einer bestimmten Region zu versorgen. Das System soll z.B. die Frage beantworten können, ob ein bestimmter Umkreis um einen Ort ausreichend Potenzial besitzt, damit eine Biogasanlage aufgebaut werden kann.

Für das Ressourcenmanagement werden Flächennutzungs- und Ertragsstatistiken benötigt. Das statistische Landesamt kann auf Landkreisebene diese Informationen liefern. Als Grundlage für das System werden aber Statistikaussagen auf Gemeindeebene angestrebt. Das Integrierte Verwaltungs- und Kontrollsystem der EU für Flächenprämien (InVeKoS) besitzt z.B. Informationen über die Flächennutzung auf Gemeindeebene. Diese können jedoch aus Datenschutzgründen nicht direkt abgerufen werden.

Das Ressourcenmanagement betreffend, soll das System die Anbauplanung auf Schlagebene unterstützen und damit dem einzelnen Landwirt wertvolle Informationen für seinen Betrieb bereitstellen. Die im Ressourcenmanagement genannten Statistiken können auch im Ressourcenmanagement als grundlegende Informationsquelle dienen. Weitere betriebs- und schlagbezogene Informationen z.B. durch Schlagdokumentation und Sensordaten ermöglichen eine differenziertere Betrachtung.

 

Typische Fragestellungen, die mit RAPR beantwortet werden sollen, sind etwa:

1) Im Ressourcenmanagement stellt das Ministerium die Anfrage nach dem Potenzial einer bestimmten Region: „Welches Potenzial besteht für Mais in RLP?“

2) Im Ressourcenmanagement verfolgt ein Landwirt ein bestimmtes Ziel, welches er mit seinen Flächen erreichen will: „Ich brauche 10,0000 t Energiepflanzen für die Biogasanlage. Wie sehen mögliche Anbau-Szenarien aus?“

Hauptpunkte:

  • Besitzt der Landwirt ausreichend eigene Fläche?
  • Wie sieht die optimale Kombination und Menge von Pflanzen aus, die der Landwirt anbauen sollte?
  • Welche Fruchtarten könnte der Landwirt anbauen?

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Geoformular

Das Geoformular basiert auf der Web Technologie X-FORMS und ist daher nur in Browsern anwendbar die XFORMS unterstützen. Momentan gibt es nur für den Internet Explorer eine funktionierende x-FORMS-Erweiterung die sich „formsplayer“ nennt. Ohne diese Erweiterung kann man das Formular nicht richtig verwenden.

Das Geoformular würde im Ramhen des agroCONNECTrlp Projektes von FH Bingen bzw. durch das Kompetenzzentrum für Innovative Informationssysteme (IIS) entwickelt.

Das Geoformular (Abbildung) besteht im Wesentlichen aus 2 Teilen: Betriebsdaten und Schlagdaten.

  • Betriebsdaten:

Im Bereich Betriebsdaten sind alle notwendigen Informationen eines Landwirtes gespeichert, der das Formular nutzt. Neben persönlichen Daten ist die Betriebsnummer das wichtigste Element der Betriebsdaten, da über diese Nummer und ein entsprechendes Passwort die Schlaggeometrien von FloRLP als GML-Datei geladen werden können.

  • Schlagdaten:

Der Schlagdatenbereich bzw. die Schlagselektion dient der individuellen Auswahl der einzelnen Schläge. Jeder einzelne Schlag des Landwirtes kann über eine Schlagliste, welche vom FloRLP geladen wird, ausgewählt werden.

Wählt man einen Schlag in der Liste aus, so werden vier unterschiedliche Karten visualisiert.

In allen vier Karten wird die Geometrie von FlorRLP (als GML) geladen und dann über SVG (Scalable Vector Graphics) im Browser bzw. Geoformular visualisiert.

 

1) In der ersten Karte wird die Schlaggeometrie auf Basis von Luftbildern dargestellt.

2) Die zweite Karte dient als Übersicht über den gesamten Betrieb des Landwirtes. Wie bei der ersten Karte wird die ausgewählte Schlaggeometrie auf Basis von Luftbildern dargestellt.

3) In der dritten Karte werden neben der Geometrie des jeweiligen Schlages die umliegenden Ackerflächen von ATKIS dargestellt.

4) Die vierte Karte stellt neben der Schlaggeometrie die nFK (nutzbare Feldkapazität) dar. Je nach farblicher Darstellung ist der nFK-Wert gut (rot) oder schlecht (gelb). Ein guter nFK-Wert bedeutet, dass der Boden mehr Wasser aufnehmen und speichern kann. Der Wert sagt aus wie viel Millimeter Wasser der Boden aufnehmen kann.

Geoformular mit Bodendaten

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RAPR MapBuilder Demo

Der MapBuilder ist ein Opensource Projekt, das ein Framework zum dynamischen erstellen des Inhalts einer Web Seite beinhaltet. Im speziellen werden durch den MapBuilder WMS geladen, deren Betrachtungsweise man durch vorgegebene Funktionen (zoom, pan, etc) ändern kann. Es ist in einer mitgelieferten Demo möglich WFS Dienste zu laden und diese durch die WFS-T Schnittstelle zu manipulieren (Features erfassen und löschen).

 

Die Technik die bei diesem Paket genutzt wird nennt sich AJAX und steht für JavaScript und XML. Der MapBuilder besteht aus einem JavaScript-Verzeichnis, welches das MVC (Model-View-Controller) Paradigma unterstützt. Konfiguriert werden die einzelnen Bestandteile in XML-Konfigurationsdateien.

In Stichpunkten:

  • Browser basierter Map Client
  • Unterstützt OGC Standards
  • Rendert Karten von WMS, WFS, GeoRSS, Google Maps
  • Unterstützt Editierung von Features über WFS-t
  • Schnell und interaktiv durch AJAX
  • Unterstützt alle gängigen Browser (Firefox 1.0+, IE 6.0+, Mozilla 1.3+, Navigator 6+)
  • Leicht erweiterbar
  • Opensource (LGPL Lizenz)
  • Keine Plugins benötigt

 

Bisher eingepflegte Daten (Abbildung):

  • Wetterstationen RLP ORACLE
  • Ackerflächen RLP ORACLE
  • Landkreise RLP ORACLE
  • Luftbilder RLP www.flo.rlp.de
  • Temperaturkarte RLP ORACLE
  • LGB RLP WMS extern (Mapserver-ORACLE beim LGB)
  • Bundesländer SHAPE
  • Countries WMS extern
  • Bathymetry WMS extern
RAPR MapBuilder Demo, LGB Daten in Orange

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Page updated: Monday, April 02/2007

Breaking news:

Aktuelles:
10-10-06 10:53
RAPR Homepage version 2 online

The new version of the RAPR Homepage is now online.

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17-08-06 15:10
16.11.2006 -Kaiserslautern - Informatics day - Presentation of RAPR

17.11.2006 - Kaiserslautern - Informatics day
Presentation of RAPR
Location: Building 57, ...

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13-04-06 09:19
New Hardware for RAPR

We finally have our new hadware up and running. This HP Proliant DL585 Server is now ready to cope w...

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