Drohnen für intelligenteren Landbau nutzen
Unbemannte Luftfahrzeuge (UAVs) oder Drohnen haben sich von militärischen und fotografischen Geräten zu einem wesentlichen Werkzeug für die Landwirtschaft entwickelt. Die neue Generation von Drohnen ist für den Einsatz in der Landwirtschaft optimiert, um Probleme mit Unkräutern, das Ausbringen von Düngemitteln und Ungleichgewichte im Nährstoffgehalt des Bodens zu bewältigen. Große Investitionen und Forschung im Bereich der unbemannten Luftfahrzeugtechnologie bringen innovative Funktionen hervor, um ihren Einsatz in der Landwirtschaft zu fördern. Drohnen werden aus leichten Verbundwerkstoffen hergestellt. Dies reduziert das Gewicht und sorgt für eine bessere Aerodynamik. Darüber hinaus bestehen sie aus Leiterplatten, Chips, Sensoren und Software zur Verbesserung ihres Fluges.
Sensoren
Zu Beginn bestehen Drohnen aus Kameras, die Bilder im sichtbaren Wellenlängenbereich (VIS) und im Nahinfrarotbereich (NIR) aufnehmen können. Auch Multispektral-Bildsensoren ermöglichen die gleichzeitige Erfassung von Bildern verschiedener Lichtspektren über einen einzigen optischen Pfad. Diese Multispektralbilder werden zur Unterscheidung gesunder und geschädigter Pflanzen verwendet. Drohnen gibt es in einer Vielzahl von Größen und Ausstattungen. Die Mehrheit der modernen Drohnen ist jedoch klein, günstig, besser und einfach zu bedienen, dank des Aufkommens von MEMS-Sensoren (Micro Electro Mechanical System).
Zu den verschiedenen Sensoren gehören:
| Sensortyp | Beschreibung | Landwirtschaftliche Anwendung |
|---|---|---|
| Thermische Sensoren | Erfassen Temperaturschwankungen in Boden und Pflanzen über die Zeit | Identifizieren trockene/feuchte Bodenbereiche, überwachen Pflanzen-Temperaturänderungen, erkennen Schädlings- und Pilzbefall |
| LIDAR | Light Detection and Ranging-Sensoren messen Entfernungen mithilfe von Laserlicht und Analyse des reflektierten Lichts | Erfassen Höhenänderungen, bewerten Probleme mit Entwässerungs- und Bewässerungssystemen (typischerweise teuer) |
| Gyrosensor | Bieten Stabilität, indem sie Kippkräften während des Fluges widerstehen | Aufrechterhaltung eines stabilen Fluges (Drohnen verwenden typischerweise Ringlaserkreisel) |
| Magnetometer | Messen Magnetfelder (z. B. Kompass) | Durchführung geologischer Vermessungen, Sammlung von Informationen über Bodeninhalte und Mineralvorkommen |
| Barometer | Messen Änderungen des Luftdrucks und wandeln sie in elektrische/digitale Signale um | Bestimmung der Flughöhe der Drohne über dem Meeresspiegel |
| Beschleunigungsmesser | Messen statische (Schwerkraft) und dynamische (Vibrationen) Beschleunigungskräfte | Ermitteln des Drohnenwinkels relativ zur Erde (statisch), untersuchen die Drohnenbewegung (dynamisch) |
| GPS | Global Positioning System liefert Echtzeit-Standortinformationen mithilfe von Satelliten | Verfolgen des Drohnenstandorts, auch wenn er außer Sichtweite ist |
Darüber hinaus werden in Drohnen viele weitere Sensoren wie Geschwindigkeitssensoren, Ultraschallsensoren usw. eingesetzt. Die über einen Zeitraum von einer Woche/einem Monat/einem Jahr von diesen Sensoren gewonnenen Daten helfen bei der ordnungsgemäßen Feldfrüchteverwaltung und unterstützen Landwirte bei der Präzisionslandwirtschaft.
Dennis Bowman, ein Experte für landwirtschaftliche Technologien, einschließlich Drohnen, sagte:
Wenn die Ernte über Ihren Kopf hinauswächst, ist es schwierig zu sehen, was auf dem gesamten Feld vor sich geht. Die Möglichkeit, dieses Bild aus der Luft zu erhalten, zu sehen, was am Ende eines 120-Acre großen Feldes vor sich geht, das von der Straße aus nicht leicht einsehbar ist, ermöglicht es Ihnen, all die Dinge, die möglicherweise vor sich gehen, besser zu erkennen. Es gibt ein großes Interesse an dieser Technologie.
Wie oben erwähnt, machen die erstklassigen Sensoren und die schnelle Verarbeitungseinheit Drohnen zu einem bemerkenswerten Produkt auf dem Markt. Darüber hinaus verfügt es über Funktionen wie:
| Merkmal | Beschreibung | Vorteil |
|---|---|---|
| Radardetektion & Autonome Rückkehr | Die aktuelle Position der Drohne ist im Radar leicht erkennbar; automatischer Rückruf bei Verlust der RC-Reichweite | Fail-Safe-Funktion befiehlt der Drohne, automatisch zum Startpunkt oder zur Startposition zurückzukehren |
| IMU (Inertial Measurement Unit) | Elektronisches, eigenständiges Gerät, integriert in Inertialnavigationssysteme | Misst Höhe, Geschwindigkeit und Position relativ zum Referenzrahmen für Führung und Steuerung |
| Kommunikationssystem | Fernsteuerung über eine bestimmte Frequenz zur Vermeidung von Störungen | Verhindert Störungen mit anderen Fernbedienungen/Drohnen; kann über Tablets und Mobiltelefone gesteuert werden (beschränkt auf kleine Drohnen) |
Drohnen sind weiterhin mit Technologien wie First-Person-View, Gimbals und Neigungssteuerung, Hinderniserkennung und Kollisionsvermeidung sowie vielen weiteren ausgestattet.
Drohnen sind die Zukunft der Präzisionslandwirtschaft. Ihr Aufkommen im Bereich der Landwirtschaft hat die Art und Weise, wie Landwirte ihre Betriebe sehen, revolutioniert. Drohnen von Unternehmen wie PrecisionHawk, eBee von Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI und anderen haben die Kommunikation und die Bewirtschaftung der Betriebe übernommen. Trotz solcher Entwicklungen sind die Kosten für Drohnen nicht für jeden Landwirt erschwinglich. Um dieses Problem zu lösen, bieten verschiedene Unternehmen wie Agribotix, Aermatics3D, DroneAG usw. Drohnen- und Farm-Analyse-Lösungen zu erschwinglichen Preisen an. Viele Menschen haben jedoch immer noch Fragen zur Sicherheit von Drohnen, zur Art und Weise, wie Landwirte sie einsetzen, und zu den bestehenden Vorschriften. Diese Fragen werden von verschiedenen Regierungen beantwortet, die Landwirte ermutigen, neue Technologien in der Landwirtschaft einzusetzen und die Produktion schneller und besser zu gestalten. Drohnen haben zweifellos eine neue Dimension im Bereich der Präzisionslandwirtschaft eröffnet, und dieser Flug wird in den kommenden Jahrzehnten neue Höhen erreichen.
- Farmonaut (2025) - Hebt die Top-Innovationen von 2025 bei landwirtschaftlichen Drohnen und Bildgebung für die Präzisionslandwirtschaft hervor.
- Li Na (2024) - Diskutiert, wie landwirtschaftliche Drohnen die Bodenüberwachung, Pflanzengesundheit und Ressourceneffizienz für eine nachhaltige Landwirtschaft verbessern.
Key Takeaways
- •Agrardrohnen sind unverzichtbare Werkzeuge für Smart Farming, zur Unkrautbekämpfung, Sprühanwendungen und Nährstoffmanagement.
- •Fortschrittliche Sensoren wie multispektrale Kameras und Wärmebildtechnik erkennen Pflanzengesundheit, Schädlinge und Infektionen.
- •Drohnen nutzen LIDAR und Wärmesensoren zur Bewertung der Bodenfeuchtigkeit, Höhenlage und von Bewässerungsproblemen.
- •Magnetometer sammeln Daten für geologische Untersuchungen und decken Bodeninhalte sowie Mineralvorkommen auf.
- •Integrierte GPS-, Gyro- und Beschleunigungssensoren sorgen für stabilen Flug, präzise Ortung und Bewegungsverfolgung.
- •Leichte Verbundwerkstoffe und fortschrittliche Elektronik optimieren Aerodynamik und Funktionalität von Drohnen.
- •MEMS-Sensortechnologie macht moderne Agrardrohnen kompakter, erschwinglicher und benutzerfreundlicher.
FAQs
How are agricultural drones being used to improve crop management?
Agricultural drones are revolutionizing crop management by enabling precise spraying of fertilizers and pesticides, identifying weed infestations, and monitoring soil nutrient levels. This leads to more efficient resource allocation and healthier crops.
What types of sensors do agricultural drones typically use, and what are their functions?
Drones use various sensors like visible and near-infrared cameras for plant health assessment, multispectral sensors to differentiate healthy from damaged plants, thermal sensors for soil moisture and plant temperature monitoring, and LIDAR for elevation and drainage mapping.
Can agricultural drones help in detecting pests and diseases?
Yes, thermal and multispectral sensors on agricultural drones can effectively detect early signs of pest infestations and fungal infections. This allows for targeted treatment, preventing widespread crop damage and reducing the need for broad-spectrum pesticides.
What are the benefits of using drones for soil analysis?
Drones equipped with thermal sensors can identify variations in soil moisture and temperature, highlighting areas that are too dry or too wet. This data helps in optimizing irrigation strategies and understanding nutrient distribution for balanced soil health.
Are agricultural drones expensive and difficult to operate?
While some advanced sensors like LIDAR can be costly, the advent of MEMS technology has made many agricultural drones smaller, cheaper, and easier to use. Their intuitive software and lightweight design make them accessible to a wider range of farmers.
How do drone sensors help in improving irrigation systems?
LIDAR sensors measure elevation changes, providing crucial data for designing and optimizing irrigation and drainage systems. Thermal sensors can also identify areas of plant stress due to inadequate or excessive watering, allowing for precise adjustments.
Sources
- •https://agtech.folio3.com/blogs/role-of-drones-in-farming-in-2024/ (2024) - Explores how drones revolutionize farming by optimizing crop monitoring, soil analysis, and livestock management.
- •https://farmonaut.com/blog/agricultural-drones-and-imaging-top-2025-innovations/ (2025) - Highlights top 2025 innovations in agricultural drones and imaging for precision agriculture.
- •https://www.walshmedicalmedia.com/open-access/agricultural-drones-revolutionizing-soil-monitoring-and-crop-management.php?aid=82422 (2024) - Discusses how agricultural drones enhance soil monitoring, crop health, and resource efficiency for sustainable farming.
