project - EIP-AGRI Operational Group

Geographic Information Systems for Site-Specific Management Aimed at Increasing Efficiency and Greening in Austrian Agriculture
Geographische Informationssysteme für standortspezifisches Management zur Steigerung von Effizienz und Greening in der österreichischen Landwirtschaft

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Completed | 2018 - 2021 Austria
Completed | 2018 - 2021 Austria
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Contexte

Whereas all over the world Precision Farming (PF), i.e. the data and GNSS/PS-supported precision agriculture is gaining increasingly in significance, only 6 % of the farmers are making use of these technologies in Austria. Therefore the economic and ecological potential of PF remains to a large extent unexploited. For the Austrian small-scaled agriculture there exist in practice several obstacles when using and spreading precision farming.  Apart from the high acquisition costs for technical equipment it is often necessary to make use of services for the generation of application maps, if the farms lack time and IT know-how to do it by themselves. Furthermore independent comparisons between the numerous procedures and products of technology and software providers on the market are missing.  Moreover the ecological effect achieved is not appreciated according to the current subsidisation guidelines of the Austrian Agri-environmental Programme ÖPUL.  Last but not least there are frequently doubts regarding the benefit of PF systems. The project addresses this situation and wants to develop, taking into consideration the small-scaled and heterogeneous structure of agriculture in Austria, adapted methods for PF, and to make them available to the farmers.  In this way the awareness for the potential of economic and ecological opportunities shall be strengthened.

Objectives

The project "GIS-ELA" aims to spread the use of precision farming technologies (PF) in agriculture. To this end, methods for the generation and use of yield potential and application maps in agricultural practice are being developed in close cooperation with pilot farms. The knowledge gained on site-specific management practices, including practical experiences and experiment reports, is documented in detail and made available free of charge as software, as well as in form of manuals and digital media. Knowledge transfer of the results to a larger number of farmers aims to inform about the benefits of precision farming.

Objectives

Das Projekt „GIS-ELA“ will den Einsatz von Precision-Farming-Technologien (PF) fördern. Dazu werden in enger Kooperation mit Pilotbetrieben Methoden zur Erstellung und Nutzung von Ertragspotential- und Applikationskarten in der landwirtschaftlichen Praxis entwickelt. Das generierte Wissen zu teilflächenspezifischen Wirtschaftsweisen wird einschließlich praktischer Erfahrungsberichten und konkreter Anwendungstipps detailliert dokumentiert und als Software, in digitalen Medien und Handbüchern kostenlos zur Verfügung gestellt. Durch Wissenstransfer der Ergebnisse zu einer größeren Anzahl von LandwirtInnen soll über den Mehrwert von Precision Farming informiert werden. 

Activities

Essential steps of the project are: (1) Examination of the available GIS software for their  suitability regarding the requirements for systems and imports of data from various sources, (2) generation of yield potential and application maps by means of various methods with priority on the automation of the generation of maps and the simple easy operability, (3) transfer of the maps on the working tools and development and/or testing of the use of the maps, and  (4) documentation, publication and spreading of project results and experiences.

Activities

Wesentlicher Projektschritte sind: (1) Untersuchung der verfügbaren GIS-Software auf ihre Tauglichkeit hinsichtlich der Anforderungen an die Systeme und Import von Daten verschiedener Quellen, (2) Generierung von Ertragspotential- und Applikationskarten mithilfe verschiedener Methoden, wobei die Automatisierung der Kartengenerierung und die einfache Bedienbarkeit im Vordergrund stehen, (3) Übertragung der Karten auf die Arbeitsgeräte und Entwicklung bzw. Testung der Kartennutzung, (4) Dokumentation, Publikation und Verbreitung der Projektergebnisse und -erfahrungen.

Project details
Main funding source
Rural development 2014-2020 for Operational Groups
Rural Development Programme
2014AT06RDNP001 Austria - Rural Development Programme (National)
Emplacement
Main geographical location
Mostviertel-Eisenwurzen
Other geographical location
Nordburgenland, West- und Südsteiermark

EUR 475 162.00

Total budget

Total contributions from EAFRD, national co-financing, additional national financing and other financing.

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3 Practice Abstracts

Map usage



The aim was to develop a mobile application that would enable site-specific application of operating resources, especially for those farms without suitable tractor equipment or for work processes where the necessary machine equipment is not available. Since these steps (map export and use) have to be carried out in family farms in parallel with field work and should therefore involve as little work as possible, in practice. Map export and app use in particular require ease of use and intuitive user interfaces.

Any map in the so-called "shape format", as well as the maps of the QGIS plug-in, can be used with the GIS-ELA app. The card must first be transferred to the mobile end device, either by email or USB. When the app is opened, the device searches for available application maps and a list appears where the desired map can then be selected. This is loaded into the app and displayed. With the help of the internal GPS of the smartphone or tablet, your own location is displayed.

If you are in the fertilizer map, the current zone is highlighted, the value in the zone is displayed and also played back acoustically. When driving across the field during a fertilization measure, for example, the value of the current zone is displayed to the user based on the current position and the fertilizer quantity can be corrected. The app is only used to visualize application maps, not for control.

Kartennutzung



Ziel war es, eine mobile Anwendung zu entwickeln, die die teilflächenspezifische Applikation von Betriebsmitteln ermöglichen soll, insbesondere für jene Betriebe ohne passender Traktorenausstattung bzw. für Arbeitsgänge, bei denen die notwendige Maschinenausstattung nicht verfügbar ist. Da die Durchführung dieser Schritte (Kartenexport, und -nutzung) in Familienbetrieben parallel zur Feldarbeit erledigt werden muss und damit mit möglichst wenig Arbeitsaufwand verbunden sein dürfen, sind in der Praxis insbesondere für Kartenexport und App-Benutzung eine einfache Bedienbarkeit und intuitive Benutzerschnittstellen gefordert.

Jede beliebige Karte im sogenannten „shape-Format“, wie auch die Karten des QGIS-PlugIns, können mit der GIS-ELA App genutzt werden. Die Karte muss zuvor auf das mobile Endgerät übertragen werden, sei es per Mail oder USB. Beim Öffnen der App wird auf dem Gerät nach verfügbaren Applikationskarten gesucht und es erscheint eine Auflistung, wo anschließend die gewünschte Karte ausgewählt werden kann. Diese wird in die App geladen und angezeigt. Mit Hilfe des internen GPS des Smartphones oder Tablets wird der eigene Standort angezeigt.

Befindet man sich in der Düngekarte, so wird die aktuelle Zone hervorgehoben, der Wert in der Zone angezeigt und auch akustisch wiedergegeben. Bei der Fahrt über das Feld, während einer Düngemaßnahme etwa, wird dem Anwender aufgrund der aktuellen Position der Wert der aktuellen Zone wiedergegeben und die Düngemenge kann selbst korrigiert werden. Die App dient also lediglich der Visualisierung von Applikationskarten, nicht der Steuerung.

Map creation



The goal was to develop software for farmers as end users that would allow data to be collected and linked with a simple user interface in order to generate zone maps and subsequently create application maps. The QGIS plugin should allow an application map to be created automatically after inserting the field boundaries and the satellite images.

A file with the field boundaries can be inserted here, as well as satellite images, which were obtained from the "EO Browser" as part of the project. The result is an application map of the desired field, which can be saved in a target folder.

The finished maps can then either be loaded directly into a terminal of an ISOBUS-capable fertilizer spreader and fertilized fully automatically, or used with the help of the GIS-ELA app if the necessary technical equipment is not available.

Kartenerstellung



Das Ziel war es, eine Software für Landwirte als Endbenutzer zu entwickeln, die es ermöglicht, mit einer einfachen Benutzerschnittstelle die Daten zu sammeln und zu verknüpfen, um daraus Zonenkarten zu generieren und in der Folge Applikationskarten zu erstellen. Das QGIS-PlugIn sollte es ermöglichen, dass nach Einfügen der Feldgrenzen und der Satellitenbilder automatisch eine Applikationskarte erstellt wird.



Hierbei kann eine Datei mit den Feldgrenzen eingefügt werden, ebenso Satellitenbilder, welche im Rahmen des Projekts vom "EO-Browser" bezogen wurden. Das Ergebnis ist eine Applikationskarte des gewünschten Feldes, welche in einem Zielordner abgespeichert werden kann.

Die fertigen Karten können dann entweder direkt in ein Terminal eines ISOBUS-fähigen Düngestreuers geladen und vollautomatisch abgedüngt oder mit Hilfe der GIS-ELA App genutzt werden, wenn die notwendige technische Ausstattung nicht vorhanden ist.

Results field trials



With the help of site-specific management, it is possible to save operating resources and reduce the environmental impact of over-fertilization. In the course of the project, fertilizer trials were set up and monitored in the large arable farming areas of Austria. Fertilizer maps were created on the basis of current satellite images, on the one hand to compensate for differences in the field, provided that it is leading, and on the other hand to specifically exclude sub-areas from fertilization that are at risk of leaching. As a result, yields and quality of grain could be increased and an average of 20 kg of nitrogen per hectare could be saved.

With the help of the pilot farms in the project, different systems for the use of fertilizer maps were compared, a fully automatic processing of the maps with an ISOBUS-capable device and the manual variation of the quantities with the help of the GIS-ELA app. This experience was collected and used for the revision. The results of the field tests flow into the creation of fertilizer models in order to be able to give concrete recommendations for the fertilizer quantity in addition to the application maps in the future.

Ergebnisse Feldversuche



Mit Hilfe teilflächenspezifischer Bewirtschaftung ist es möglich, Betriebsmittel einzusparen und Umweltbelastungen durch Überdüngung zu verringern. Im Zuge des Projekts wurden dazu Düngeversuche in den großen Ackerbaugebieten Österreichs angelegt und begleitet.

Auf Basis von aktuellen Satellitenbildern wurden Düngekarten erstellt, um zum einen Unterschiede im Feld auszugleichen, sofern es zeilführend ist und zum anderen auswaschungsgefährdete Teilflächen gezielt von der Düngung auszunehmen. Dadurch konnten Erträge und Qualitäten von Getreide gesteigert und durchschnittlich 20 kg Stickstoff pro Hektar eingespart werden.

Mit Hilfe der Pilotbetriebe im Projekt wurden verschiedene Systeme zur Anwendung von Düngekarten verglichen, eine vollautomatische Abarbeitung der Karten mit einem ISOBUS-fähigen Gerät und die manuelle Variation der Mengen mit Hilfe der GIS-ELA-App. Diese Erfahrungen wurden gesammelt und für die Überarbeitung verwendet. Die Ergebnisse der Feldversuche fließen in die Erstellung von Düngemodellen, um zukünftig auch konkrete Empfehlungen zur Düngemenge zuzüglich zu den Applikationskarten geben zu können.

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Contacts

Project coordinator

  • Ing. Stefan Polly, Chamber of Agriculture Lower Austria

    Project coordinator

Project partners

  • Bäck Martin & Nicole

    Project partner

  • Franz Josef & Gabriele Gründl

    Project partner

  • Hagler Matthias

    Project partner

  • Kögl Wilhelm

    Project partner

  • Lukas Handl

    Project partner

  • Popp Josef, Franziska & Maria

    Project partner

  • Prankl Peter

    Project partner

  • Riegler Thomas

    Project partner

  • Schwarzmayr Johannes

    Project partner