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SatAgrarStat / SatAgrarStat+

Satellitenbasierte Ernteertragsabschätzung zur Unterstützung der Amtlichen Agrarstatistik

Hintergrund und Zielsetzung

Aufgrund ihrer Bedeutung für die Beschreibung des Zustandes und der Entwicklung der heimischen Landwirtschaft sowie für die Erstellung von Versorgungsbilanzen auf nationaler und europäischer Ebene ist die Ermittlung der Erntemengen gesetzlich verankert (AgrStatG, BStatG). Die Erfassung der Erntemengen erfolgt derzeit jährlich in zwei statistischen Erhebungsverfahren, der Ernte- und Betriebsberichterstattung (EBE) als freiwillige Expertenschätzung im Vorfeld der Ernte, sowie der Besonderen Ernte- und Qualitätsermittlung (BEE) als Stichprobe mit Hochrechnung zum Zeitpunkt der Ernte. Die Ergebnisse dieser Erhebungsverfahren werden nach deren Abschluss aggregiert auf Bundeslandebene in Tabellenform dargestellt.
Satellitenbilddaten liefern zeitnah, flächendeckend und räumlich hochauflösend Informationen zum Zustand der Erdoberfläche bereit. Im Vorhaben SatAgrarStat/SatAgrarStat+ wird unter Leitung des Statistischen Bundesamtes im Verbund mit dem Julius Kühn-Institut sowie 6 Statistischen Ämtern der Länder (StÄdL) untersucht, inwiefern Daten der Sentinel-1 und -2 Missionen des Copernicus Erdbeobachtungsprogramms zu einer Weiterentwicklung der amtlichen Agrarstatistik und einer Modernisierung von Arbeitsprozessen durch die Integration von Erdbeobachtungsverfahren Einsatz finden können.
Im Fokus stehen Ernteertragsschätzungen für die Hauptanbaukulturen Winterweizen, Winterraps, Wintergerste und Sommergerste, die zusammen ca. 46 % der ackerbaulich genutzten Fläche Deutschlands bedecken (Destatis, 2020). Hierfür werden statistische Modelle aus dem Bereich des Maschinellen Lernens ebenso wie Ansätze aus der Wachstumsmodellierung hinsichtlich ihrer Eignung geprüft.

Vorgehensweise

Das Vorhaben SatAgrarStat+ baut auf den Erkenntnissen des Pilotprojektes SatAgrarStat auf und umfasst folgende Arbeitspakete:

  • Vorbereitung und Durchführung der projektspezifischen Datenerhebung und Datenaggregation durch die statistischen Landesämter in Zusammenarbeit mit kooperierenden Landwirten in sechs Bundesländern und Aufbereitung der Daten für die Analyse
  • Etablierung von Prozessketten zur automatisierten fernerkundungsbasierten Ableitung von Ernteerträgen in einer skalierbaren Cloud-Umgebung
  • Evaluierung vereinfachter, prozessbasierter ebenso wie statistischer Modellansätze zur schlagspezifischen, flächenhaften Bereitstellung von Ernterträgen unter Nutzung von Copernicus Sentinel-1/-2 Satellitendaten sowie relevanter Umweltgeodaten für die Kulturarten Winterweizen, Wintergerste, Winterraps und Sommergerste
  • Validierung der fernerkundungsbasierten Ergebnisse auf Basis der projektspezifischen Datenbank auf unterschiedlichen räumlichen Ebenen (z.B. Ackerschlag, Landkreis, Bundesland) und Bereitstellung von Qualitätsmaßen und Fehlerkennwerten
  • Prüfung des Potenzials fernerkundungsbasierter Ertragsprogosen in ausgewählten Testgebieten
  • Bewertung von Implementierungsoptionen und Erarbeitung eines Konzeptes zur Einbindung von Satellitendatenauswertungen in die amtliche Statistik

Laufzeit

SatAgrarStat+: 36 Monate, 07/2020 - 06/2023
SatAgrarStat: 24 Monate, 01/2018 - 12/2019

Beteiligte Partner

  • Statistisches Bundesamt (DESTATIS) - Koordination: Georg Scheerer
  • Statistische Ämter der Länder (Schleswig-Holstein/Nord, Niedersachsen, Hessen, Brandenburg, Nordrhein-Westfalen, Bayern)
  • Julius Kühn-Institut (JKI), Institut für Pflanzenbau und Bodenkunde

Ansprechpartner am FLF

Dr. Heike Gerighausen

Links und Downloads

Arnold et al. (2021): WISTA-Artikel 06/2021 zur Erprobung der satelliten-gestützten Ertragsschätzung für die Agrarstatistik
Christian Endt: Die Spur der Daten. Online Artikel in der Süddeutschen Zeitung, 23.03.2019
Copernicus in Deutschland: http://www.d-copernicus.de/

Förderung

Das Projekt wird aus Mitteln des Statistischen Bundesamtes (Destatis) gefördert.