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GPS-Anwendungen für den Palm praxisreif?

GPS-Anwendungen wie Flächenvermessung oder Ansätze zum precision farming kommen in der Landwirtschaft zunehmend zur Anwendung (s. preagro.de). Auch für den Palm gibt es inzwischen GPS-Anwendungen. Sind sie praxisreif?
 
GPS - was ist das?
GPS ist die Abkürzung für "Global Positioning System", also weltweite Standortbestimmung. Ursprünglich für militärische Zwecke zur Positionsbestimmung entwickelt, steht das Netz aus 24 Satelliten, die die Erde zweimal täglich in ca. 20 km Höhe umkreisen, auch für Anwendungen in der Landwirtschaft zur Verfügung. Mit der Verarbeitung von mindestens 3 Satellitensignalen kann eine Standortbestimmung erfolgen, mindestens 4 Signale sind erforderlich, um zusätzlich die aktuelle Höhe über Null zu bestimmen.
(Teil-)Flächenvermessung, Positionsbestimmungen zur GPS-gestützten Bodenprobenahme,   Bonitierungen in Flächen oder Unkrautkartierungen, Routenplanung und Flottenmanagement, exaktes Anschlussfahren oder Fahrspuraufzeichnung zur Dokumentation von Arbeiten sind denkbare Anwendungen in der Landwirtschaft.
 
Genauigkeit des Systems

Bis zum 30. April 2000 wurde die Genauigkeit des Systems mittels der sog. SA-Technik (Selective Availabity) "künstlich" auf ca. 50 bis 100 Meter herabgesetzt. Höhere Genauigkeiten - für die Mehrzahl der denkbaren Anwendungen in der Landwirtschaft zwingend erforderlich - wurden nur mit Differential GPS (DPGS) möglich, wobei der "künstliche Fehler" m.H. eines "festen Korrektursignals" weitgehend herausgerechnet werden kann. Derartige Lösungen sind natürlich mit deutlich höheren Kosten verbunden.
 
Seit Mai 2000 hat das US-Verteidigungsministerium die Signalverschlechterung abgeschaltet. Seither beträgt die Genauigkeit bei der GPS-Positionsbestimmung im Regelfall ca. 3 bis 5 Meter (s. Abb. rechts rote Punktwolke).
So wurden auch für viele Anwendungsbereiche in der Landwirt- schaft kostengünstige GPS-Anwendungen mit ausreichender Genauigkeit möglich.
Sind noch höhere Genauigkeiten erforderlich, so geht das auch weiterhin nur über deutlich teurere DGPS-Lösungen (aufwendigere Hardware, evtl. Kosten für Korrektursignal).

 

 

Abb. 1
Genauigkeit des GPS-Signals vor (schwarze Messpunkte) und nach (rote Messpunkte) Abschalten der Signalverschlechterung am 1. Mai 2000 (Quelle: US Space Command)

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Warum Palm?
Die Kombination Palm und "Consumer-GPS-Empfänger" kostet nur den Bruchteil einer "Profi-GPS oder -DGPS-Lösung", da preiswerte Massenprodukte zum Einsatz kommen. Gegenüber den ebenfalls relativ preiswerten  "handyähnlichen" GPS-Empfängern z.B. von Garmin, wie sie z.B. Helm zur Datenerfassung für seine GIS-Software anbietet, hat der Palm den Vorteil des größeren Displays sowie die Möglichkeit die Ergebnisse direkt vor Ort zu verrechnen und anzuzeigen.
Da fast alle namhaften landwirtschaftlichen Softwarehäuser inzwischen auch Anbindungen des Palm an ihre EDV-Schlagkartei- systeme anbieten, besteht die Chance den kleinen Flachmann als vielseitig verwendbares mobiles Datenerfassungs- und Informationsmedium im Ackerbau einzusetzen. Einige Entwicklungen hierzu befinden sich allerdings noch im Anfangsstadium und müssen für einen sinnvollen breiten Einsatz in der Praxis noch weiterentwickelt werden.
 
Verschiedene Hard- und Softwarelösungen
Nachfolgend werden 4 Softwarelösungen (Preise plus Mwst.)

und 3 Geräte(kombinationen) näher vorgestellt. Die o.g. Programme verarbeiten das sogenannte NMEA 0183-Signal und könnten prinzipiell mit allen GPS-Empfängern kombiniert werden, die dieses Signal liefern. Allerdings sind die über ein Kabel mit dem Palm koppelbaren handyähnlichen GPS-Empfänger, z.B. von Garmin, nicht ganz so gut zu handhaben, wie die speziell für verschiedene Palm- oder Handspring-PDAs entwickelten GPS-Empfänger von Navman (Rand McNally Streetfinder) oder Magellan (Companion).
 
Wir haben verschiedene Systemkombinationen für den Hand- und Fahrzeugeinsatz getestet:

 
1. Satcons und Lacos mobile Lösung für den Schlepper (Preise plus Mwst.)
Hierbei kamen folgende Komponenten zum Einsatz:
  • Palm III-kompatibler PDA - ab ca. 400,- DM (Palm III, x, e, xe, TRG Pro, Handera 330, IBM Workpad)
  • Outdoor Cradle aus V2A-Stahl - sorgt für Schutz und Stromversorgung des Palm auf dem Schlepper - ca. 1250,- DM
  • GPS-Maus - ca. 600,- DM
  • Software PalmArea zur Flächenvermessung - 1.500,- DM (seitlicher Versatz des Meßsignals bzw. -punktes möglich)
  • Software FarmGovs light zur Weiterverarbeitung der Daten auf dem PC
      

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  Schutz u. Stromversorgung des Palm über Outdoor Cradle   GPS-Maus wird mit Magnet auf Schlepper befestigt

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  Palm, Outdoor Cradle, GPS-Maus, Stecker Zigarettenanzünder   Offenes Outdoor Cradle mit Palm

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  Statt Batterien hat der Palm einen Akku, der über die Kontakte des Outdoor Cradle (Pfleile) aufgeladen wird
 

Die an eine PC-Maus erinnernde GPS-Maus ist vorwiegend für den Fahrzeugeinsatz gedacht. Sie wird mit einem Magneten z.B. auf dem Schlepper befestigt und über die serielle Schnittstelle mit dem Palm verbunden. Die Stromversorgung erfolgt über den Zigarettenanzünder des Fahrzeugs. Die GPS-Maus kostet ca. 600 DM.
Um den Palm bei derartigen Einsätzen gut geschützt unterzubringen und ihn im Dauerbetrieb gleichzeitig mit Strom zu versorgen, hat Satcon  für Palm III-Kompatible das sog. Outdoor-Cradle entwickelt (s. Abb. oben). Ganz billig ist der solide "Edelstahlkasten" mit 1.250 DM allerdings nicht. Dafür funktionierte die Kombination Palm III, GPS-Maus, Outdoor Cradle und PalmArea allerdings auch ausgezeichnet.
In den "Einstellungen" von PalmArea kann der eigentliche "GPS-Meßpunkt" auch seitlich verschoben werden - eine wichtige Voraussetzung, wenn man eine Fläche mit einem Fahrzeug vermessen will. Will man eine Fläche z.B. beim ersten Umrunden eines Schlages während einer Pflanzenschutzmaßnahme mit einer 15-m-Spritze ermitteln, so kann bei mittiger Positionierung der Maus auf dem Schlepper der Meßpunkt um 7,5 m (oder etwas mehr) seitlich verschoben werden und läuft so exakt mit der "Außenseite des Spritzschirmes" über die Schlaggrenze. Beim Wenden in den Ecken kann der Messvorgang jeweils kurz unterbrochen und wieder gestartet werden, um durch das Vor- und Zurücksetzen nicht zu einer unkorrekten Messung zu kommen.

 
 
2. Die mobile "Hand"-Lösung m.H. eines Rand McNally Streetfinder-GPS-Empfängers (Preise plus Mwst.)
 
mit folgender Ausstattung:
  • Palm III-kompatibler PDA - ab ca. 400,- DM (Palm III, x, e, xe, TRG Pro, Handera 330, IBM Workpad)
  • Rand McNally-Streetfinder GPS-Empfänger - ab ca. 400 DM (in den USA ab 59,99 $)
  • einsetzbar mit allen vier o.g. Softwarepaketen
     

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  Der Rand McNally Streetfinder GPS-Empfänger kostet in den USA nur noch 59 $ (bei uns samt Netzteil ca. 250,- DM)

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  Der GPS-Empfänger wird an den Palm "angeklippt". Ein eingebauter Akku sorgt für die Spannungsversorgung des Streetfinder.

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  Eine einfache Autohalterung und ein Kabel zur Spannungsversorgung über den Zigarettenanzünder werden mitgeliefert.
 

"Streetfinder" (s. 2.) und Magellan Companion (s. 3.) kommen vorwiegend beim "Umlaufen" von Flächen zum Einsatz. Sie können aber auch mit einfachen, teilweise mitgelieferten "PKW-Halterungen" (z.B. Saugnapfbefestigung an Windschutzscheibe) sowie einem Stromversorgungskabel für den Zigarettenanzünder "behelfsmäßig" in Fahrzeugen zum Einsatz kommen (das GPS-Signal durchdringt zwar Glas und Kunststoff, nicht jedoch Metall).
Beim Kauf dieser Empfänger ist unbedingt darauf zu achten, daß man die richtige Version für das jeweilige "Palm-Modell" erwischt. Neben den Geräten von Navman (Rand McNally Streetfinder) und Magellan (Companion) für die weit verbreiteten Palm III- und Vx-Modelle, gibt es auch spezielle Versionen für den FarbPalm IIIc und die Handspring-PDAs mit Palm-OS. Für die ganz neuen m-Modelle von Palm gibt es zur Zeit noch keine Lösungen. erste GPS-Empfänger für diese PDA sollen frühestens ab Herbst 2001 verfügbar sein.
Die GPS-Empfänger werden in Deutschland zwischen 400 und 700 DM angeboten. Eine gute Übersicht und rel. preiswerte Einkaufsmöglichkeit findet sich unter www.dandf.de. Wesentlich preiswerter geht es beim Kauf über das Internet direkt beim Vertreiber in den USA (www.randmcnally.com). Hier ist der Streetfinder GPS-Empfänger für den Palm III bereits für 59,99 Dollar, für den Palm Vx für 99,99 Dollar zu haben. Einfuhrzoll (ca. 40 DM) und ein deutsches Netzteil (ca. 20 DM) kommen noch hinzu.
Hinsichtlich der "Messgenauigkeit" konnten wir keine wesentlichen Unterschiede beobachten, hatten allerdings den Eindruck, daß der Magellan Companion die ca. 2 bis 5 Minuten dauernde "Ersterkennung" der Satelliten etwas schneller hin bekam. Die Batterien dieses Empfängers halten etwa 10 Stunden durch, die Akkus des "Streetfinders" nur ca. 2 Stunden. Im Gegensatz zum Magellan bietet der "Streetfinder" auch keine Anzeige über den Ladezustand der Akkus, verfügt aber über eine serienmäßig mitgelieferte einfache Fahrzeuginnenhalterung (das GPS-Signal durchdringt Glas und Kunststoff, nicht jedoch Metall) und ein Stromversorgungskabel für den Zigarettenanzünder. Beides muß für den Magellan Companion ggfls. gesondert erworben werden.

 
 
3. Die mobile "Hand"-Lösung m.H. eines Magellan Companion-GPS-Empfängers (Preise plus Mwst.)
 
mit folgender Ausstattung:
  • Palm V oder Vx - ab ca. 650,- DM (s. Wiso)
  • Magellan Companion GPS-Empfänger (431 DM bei D&F, Freiburg)
  • einsetzbar mit allen vier o.g. Softwarepaketen
     

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Der Magellan GPS Companion wird hinten an den Palm Vx "geclipt" - eine sehr kompakte Lösung. Hier mit eLMID GPS mobil.

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Vorderseite (links) und Hinterseite (rechts) mit geöffnetem Batteriefach. Ca. 10 Std. Betriebsdauer werden erreicht.
 
 

Prinzipiell funktionieren alle Lösungen ähnlich - Flächen können mit allen 4 o.g. Programmen ermittelt werden. Unterschiede gibt es vor allem beim Bedienungskomfort, den Konfigurationsmöglichkeiten der Programme und den Möglichkeiten zur Positions- bestimmung bzw. zum Wiederfinden von Positionen. Das Outdoor Cradle sorgt allerdings für einen besseren Schutz unter rauhen Bedingungen und die - z.B. auf dem Schlepperdach per Magnet fixierte wasserdichte GPS Maus – ist aufgrund ihrer „Außenanbringung" für den Fahrzeugeinsatz besser geeignet
Wer nicht nur Flächen vermessen, sondern den Palm zukünftig auch zur (Teil-)Unterstützung des schillernden Zieles "Precision Farming" einsetzen will, sollte sich insbesondere auch mit den sinnvollen Möglichkeiten zur Weiterverarbeitung der ermittelten Daten auf dem PC intensiv auseinandersetzen. Hierzu sind vorab genaue betriebsspezifische Zieldefinitionen und Gespräche mit den jeweiligen Herstellern unabdingbar. Die zu den o.g. Preisen mitgelieferte PC-Software deckt i.d.R. nur rel. simple Grundfunktionen zum Anzeigen und Ausdrucken der ermittelten Daten ab. Fragen Sie ggfls. genau nach "Wer was mit wem kann?".
Im Extrem reichen die für den PC lieferbaren Produkte von der rel. simplen "Excel-Anbindung" in Verbindung mit MeterGraph, bis zum komplexen Claas/Agrocom-Softwarepaket "AgroMap-Professional" (3.950 DM) mit seinen zahlreichen Lösungsansätzen zum "Precision Farming". Nicht jeder wird allerdings alles, was technisch machbar ist einsetzen und vor allem auch bezahlen wollen!
 

 
Die Arbeit mit PalmArea

Anhand des "Pioniers" PalmArea soll die Arbeitsweise bei der Ermittlung einer Fläche näher erläutert werden (die anderen Programme arbeiten ähnlich, bieten aber z.T. nicht ganz so umfassende Einstellmöglichkeiten):
 
Nach dem Einschalten des Palm und dem Start von PalmArea dauert es zunächst einmal einige Zeit, bis der GPS-Empfänger die Satelliten gefunden hat. Mindestens 3 Satelliten sind erforderlich - 4 bis 8 werden zumeist nach einigen Minuten angezeigt.
Anschließend wird ein neuer Schlag angelegt und der eigentliche Meßvorgang gestartet. Die Häufigkeit der Verarbeitung des GPS-Signals während des Umfahrens oder Umschreitens der Meßfläche kann ebenso vorgegeben werden, wie die minimale Geschwindigkeit bei deren Überschreiten das Meßsignal aufgezeichnet werden soll. Über weitere Einstellmöglichkeiten können vor allem die Genauigkeit, der Größenmaßstab der Anzeige auf dem Palm sowie ein evtl. "seitlicher Versatz" des Meßsignals beeinflußt werden. Erfolgt die Flächenmessung z.B. während der ersten Schlagumrundung bei einer Pflanzenschutzmaßnahme mit einer 15m-Spritze, kann das Meßsignal um 7,5 m seitlich verschoben werden, wenn die GPS Maus mittig auf dem Schlepper angebracht ist.
Muß man während der Messung anhalten (Wendepunkte) oder ist das über das Palm-Alarmsignal angezeigte Meßsignal aufgrund nicht erreichbarer Satelliten einmal nicht vorhanden, kann die Messung gestoppt und wieder gestartet werden. Jeder erfolgreiche Messvorgang kann durch ein "Piepsignal" des Palms "angezeigt" werden.
Der Fortschritt des Messvorgangs kann über einen Pfeil dessen Spitze die Schlaggrenze aufzeichnet, jederzeit am Bildschirm des Palm kontrolliert werden. Unterschiedliche Maßstäbe und Raster lassen sich einstellen.
Hat man den Schlag umrundet, wird der Messvorgang gestoppt. Anschließend kann das Ergebnis der Messung sofort auf dem Palm berechnet werden. Auf dem PC geht dies allerdings aufgrund der wesentlich höheren Rechenleistung deutlich flotter. Immerhin ist so bereits auf dem Feld eine grobe Kontrolle evtl. "Ausreißer" möglich oder man kann die Ergebnisse mehrerer Messungen sofort vergleichen.

       
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1. Menüs Startbildschirm 2. PalmArea einstellen 3. Start GPS-Aufzeichnung 4. Aufzeichnung Schlag
       
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5. Schlaggrenze 6. Flächenberechnung 7. Messpunkte festlegen  
       
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8. Messpunkt auswählen 9. Messpunkt ansteuern I 10. Messpunkt ansteuern II 12. Fehler hier ca. 6-8m
     
 
Positionsbestimmung ("Punktvermessung") mit PalmArea
PalmArea bietet auch eine einfach zu handhabende Möglichkeit zur "Punktvermessung" z.B. zur Standortbestimmung, zur Unkrautkartierung, zum Festhalten defekter Drainagestränge, zur GPS-unterstützen Bodenprobenahme o.ä.
Nach Anwahl einer bereits vermessenen Fläche wird hierbei zunächst die Schaltfläche "Position erfassen" angewählt. Nach Antippen des Menüpunktes "Pos." (Position) erscheint ein Pfeil auf dem Bildschirm, der die aktuelle Position anzeigt. PalmArea ermöglicht das Abspeichern mehrerer derartiger Positionspunkte, wobei freie Bezeichnungen für die Messpunkte vergeben werden können. Über "Position suchen" können die Vermessungspunkte zu einem späteren Zeitpunkt wiedergefunden werden. PalmArea zeigt hierzu nach Auswahl des jeweiligen Positionspunktes über einen Pfeil die Richtung und über eine m-Anzeige auch die Entfernung zum Positionspunkt an. Die Anzeige wird bei Annäherung an den "Punkt" fortlaufend korrigiert, bis schließlich ein Piepgeräusch den "Treffer" anzeigt.
Der Begriff "Punktvermessung" ist hierbei nicht ganz korrekt. Auf den Meter genau wird der Punkt nur bei einer rel. kurz nach der Messung erfolgenden Suche, gutem Signal und hoher "Genauigkeitseinstellung" gefunden (dies entspricht aber nicht den durchschnittl. Einsatzbedingungen in der landwirtschaftl. Praxis). In der Regel wiesen die "Treffer" - bei mehrwöchigem Abstand zwischen Messung und Suche - eher eine Abweichung zwischen 3 und 15 m auf. Diese Ungenauigkeiten sind systembedingt bei einem "normalen GPS-Signal". Vielleicht könnte die Genauigkeit durch eine zusätzliche Möglichkeit zum Mitteln von mehreren Einzelpunktmessungen sowohl bei der "Erst-Vermessung" als auch bei der "Suche" verbessert werden, wie sie von den Programmen von Agrocom und insbesondere Cobera-Land, die allerdings keine "Suchfunktion" haben, geboten wird.
 
Weiterverarbeitung der GPS-Meßdaten auf dem PC m.H. von FarmGovs

Für die Weiterverarbeitung der mit dem Palm erhobenen Daten liefert Satcon das Programm Farmgovs light mit. Für jeden Schlag legt PalmArea eine txt-Datei an, die nach dem üblichen Synchronisationsvorgang, bei dem die Dateien vom Palm in ein vordefiniertes Verzeichnis auf dem PC kopiert werden, von Farmgovs z.B. zur Erstellung von Schlagausdrucken verarbeitet werden können.Die Datenübernahme vom Palm und die Erstellung und der Ausdruck einfacher Flurkarten klappte hiermit ebenso problemlos, wie die Einbindung von aufgezeichneten Fahrstrecken oder Positionsbestimmungen in die "Karten". Man merkt dem Programm allerdings an, daß es nach und nach erweitert wurde, die Benutzerführung ist nicht immer ganz optimal.
 
Die für 3.000 DM erhältliche Vollversion Farmgovs 2000 bietet diverse Möglichkeiten im Hinblick auf Precision Farming (Applikationskarten, Anbindung an Bordcomputer von Müller und LH) die allerdings nicht Gegenstand unseres Tests waren.
 
Die aktuellste PalmArea-Version 1.9 kann erhobene Daten auch an andere wichtige GIS-Systeme (Shape/ArcView, Fieldstar) liefern.
 

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Flächenaufzeichnung mit Palm-Area, Outdoor-Cradle und GPS-Maus. (Schlepper+Pflanzenschutzspritze, Maus mittig auf Motorhaube, 7,5 m seitlicher Versatz des Messpunktes in PalmArea eingestellt. Es ergab sich eine gute Übereinstimmung mit der Flurkarte.
 
 

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Mit Hilfe von PalmArea und Farmgovs erstellte Flurkarte (Abb. Satcon)

 

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Teilvermessung: 2,4 ha Teilfläche in 113 ha großer Fläche
 
 

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2,4 ha Teilfläche in einer 113 ha Fläche - ein Teil der Abweichung ist durch unters. Fahrweise bedingt (Vergrößerung)
 
 

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Ungenauigkeiten bei der "Punktvermessung" Beispiel zwischen P1 und P1 (gleiche Position mit ca. 1 Std. Zeitdifferenz vermessen) ca. 10 m. Beim Punkt P7 ergaben sich nur ca. 2 m Abweichung von der tatsächlichen Position.
Dreimalige Messung der gleichen Fläche an unterschiedlichen Tagen führt zu einem "seitlichen Versatz des Gesamtergebnisses.
Oben links ist das GPS-Signal "verloren gegangen". Dies ist sofort erkennbar und die Messung kann wiederholt werden.
 
 
PDE Agro-Map von Claas/Agrocom

Agrocom hat "seine Lösung" PDE Agro-Map zur GPS-Datenerfassung m.H. des Palm bei der englischen Fa. "Patchwork Technology Limited" zugekauft. Mit einem Verkaufspreis von 480 DM kostet das Programm nur etwa ein Drittel der Palmanwendungen von Satcon oder Cobera-Land. Für eine Schutzgebühr von etwa 25 DM kann AgroMap light, eine einfache Software zum Betrachten der Vermessungsergebnisse auf dem PC mitgeliefert werden. Vorrangig dürfte PDE Agro-Map aber in Verbindung mit den deutlich leistungsfähigeren Precision Farming-Softwarepaketen von Claas Agrocom "AgroMap Basic" bzw. "AgroMap Professional" zur ergänzenden "Hand-GPS-Datenerfassung" mit Hilfe des Palm im Zusammenhang mit komplexeren Ansätzen zum Precision Farming zum Einsatz kommen. Auch eine "Verbindung" der Daten zur Windows-Schlagkartei KW-Ackerdat ist in diesem Zusammenhang natürlich möglich.
Trotz des niedrigeren Preises bietet PDE Agro-Map wesentliche Funktionen zur GPS-gestützten Datenerfassung m.H. des Palm:

  • Flächenvermessung ("Grenzlinie")

  • Vermessung innerhalb einer bereits vermessenen Fläche liegender Teilflächen ("Innengrenze")

  • Streckenbestimmung

  • "Spotmessungen" zur Aufzeichnung von Unkrautnestern, Lager, Hindernissen o.ä. incl. Mittelwertbildung aus mehreren Messungen

Die ebenfalls vorhandene Möglichkeit zur Hinterlegung von "Hintergrundkarten" wurde im Zuge unseres Tests nicht mit überprüft, da diese Funktion, nach Auskunft von Agrocom, u.a. aufgrund der begenzten Speicher- und Rechenkapazitäten des Palm, in der Praxis kaum wirklich eingesetzt wird.
 
Nach der Konfiguration (u.a. z.B. Einstellung der Datenübertragungsrate, Betriebs- und Schlaganlage) sowie der Überprüfung des GPS-Signals erfolgt nach Anwahl des Menüpunkts "Datenerfassung" die eigentliche GPS-Datenaufzeichnung. Start und Stop sowie zusätzlich 2 Positionsmessungen (Spot 1 und 2) werden nach Vorwahl der gewünschten Optionen (Grenzlinie, Innengrenze, Hindernis, Lager, Unkraut, Krankheit) über die Drucktasten des Palm möglich. Eine grafische Anzeige des laufenden Messvorgangs, wie bei den anderen Programmen ist nicht möglich, es werden lediglich die erfolgreich verarbeiteten GPS-Signale in einer Art "Zählwerk" angezeigt. Nach der Aufzeichnung können aufgezeichnete Flächen- (sogar zusätzliche Innen- oder Sperrflächen) und Positionen über den Menüpunkt "Aufgez. Daten anschauen" auch grafisch angezeigt werden. Vergrößern, verkleinern, Flächen- und Streckenberechnung (durch einfaches Antippen von 2 Punkten in der grafischen Flächenausgabe) sind über zusätzliche Menüpunkte möglich. Die Flächenberechnung erfolgt deutlich schneller als bei PalmArea. Sind innerhalb einer Fläche zusätzliche Teilflächen über die Funktion "Innengrenze" vermessen worden, so werden zwar alle Teilflächen auch grafisch angezeigt, aber nur die zuletzt Erfasste auch berechnet. Leider können für aufgezeichnete Flächen und insbesondere die "Spot-Punkt-Messungen" keine weiteren Notizen am Palm festgehalten werden, so daß eine Zuordnung von mehreren "Vermessungspunkten" m.H. des Palm kaum möglich ist. Auch eine Suchfunktion zum Wiederfinden einer Positionsmessung (z.B. Unkrautnest oder Bonitierung) innerhalb eines Schlages ist nicht vorhanden.
Vereinzelte kleinere Störungen bei der Bildschirmanzeige des Palm (doppelte Anzeige der letzten 4 Koordinatenstellen, fehlende Anzeige bei "Aufzeichnung") waren scheinbar auf die Bildschirmdarstellung begrenzt und führten nicht zu Fehlmessungen. Das System lief ansonsten stabil

       
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1. Hauptmenü 2. Schlag anlegen 3. GPS-Signal prüfen 4. Aufzeichnung
       
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5. Anzeige der Fläche 6. Auswahlmenü 7. Flächenberechnung 8. "Karten-Menü"
       
 

Die Überspielung der Daten in AgroMap Professional klappte problemlos. Das Messergebnis zeigte eine gute Übereinstimmung mit einem bereits über DGPS vermessenen Schlag, wobei dem von der Leistung des Palm überraschten Betriebsleiter der Satz entfuhr: "Warum geb ich eigentlich so viel Geld für ein DGPS-System aus, wenn das auch so geht?" Nun, etwas mehr können die "professionellen Systeme" dann wohl doch.
Die nachfolgende Abbildung zeigt eine etwas über 24 ha große Fläche, die 4 mal unmittelbar nacheinander mit dem Palm, dem Rand McNally Streetfinder-GPS-Empfänger und PDE-Agro-Map vermessen und dann in AgroMap auf dem PC überspielt wurde. Wie man sieht, ist die Wiederholbarkeit des Messergebnisses gut. Die blauen Grenzlinien der 4 Messungen sind fast deckungsgleich. Unten rechts sind die Abweichungen etwas größer, da hier das GPS-Signal aufgrund eines hohen Baumbestandes und einiger Gebäude nicht ganz so gut "zum Palm durchkam".
Die Ergebnisse der einzelnen Flächenermittlungen: 24,1878 ha, 24,2407 ha, 24,3776 ha und 24,4945 ha weisen im Extrem eine Abweichung von 3067 m² auf (das sind unter 1,3 Prozent Abweichung vom Mittelwert der Messungen). Ähnliche Ergebnisse erhält man mit den GPS-Lösungen der anderen Anbietern. Eine "exakte katastermäßige Genauigkeit", z.B. zur Neuvermessung von Flächen, deren Grenzsteine jahrelang "hin- und hergepflügt" wurden, erreicht man mit dem Palm sicherlich nicht. Für viele andere landwirtschaftliche Anwendungsbereiche (Flächenantrag) ist die erzielte Genauigkeit, insbesondere bei größeren Flächen, aber durchaus ausreichend.
 

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Die 4 mit PDE Agro-Map nacheinander durchgeführten Messungen der gleichen Fläche sind fast deckungsgleich.
  
  
eLMID GPS mobil von der Cobera Land GmbH

Die Cobera-Land GmbH verfügt über langjährige Erfahrungen mit "landwirtschaftlichen GIS-Systemen". Scannen, Vektorisieren und Georeferenzieren von vermessenen Flächen werden als Dienstleistung angeboten.
eLMID GPS mobil kann als "separate Lösung" zur Flächenvermessung oder in Kombination mit eLMID-Acker erworben werden. Die "Palm-GPS-Software" allein kostet 1.480 DM, 1.980 DM in Verbindung mit dem GPS-Empfänger und 2.480 DM komplett incl. Palm Vx und Magellan Companian GPS-Empfänger. Weiterhin gibt es Kombinationsmöglichkeiten mit der hauseigenen Windows-Schlagkartei eLMID-Acker.
eLMID GPS mobil kann Flächen, Strecken und Positionen m.H. des Palm vermessen. Dies kann entweder durch (Ab-)Umfahren der Strecken/Flächen oder durch eine "(Eck-)Punkt-Vermessung" erfolgen. Kommt das zweite Verfahren zum Einsatz, so können für die Positionsbestimmung eines Messpunktes wahlweise zwischen 5 und 50 Einzelmessungen voreingestellt und nach erfolgter Messung von eLMID GPS mobil hieraus jeweils ein Mittelwert gebildet und weiterverarbeitet werden. Evtl. Streuungen des GPS-Signals (insb. wenn nicht aus der Bewegung heraus gemessen wird) und hierdurch bedingte Ungenauigkeiten sollen so weitgehend "abgefangen" werden. Kurzzeitige Unterbrechung und anschließende Fortsetzung des Messvorgangs sind über einen "Stiftklick" möglich.
Bereits auf dem Palm ist eine Ergebnisausgabe der Flächengröße oder Streckenlänge möglich.

       
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1. Startbildschirm 2. Flächen- u. "Messpunkte" 3. Messung über Eckpunkte 4. Umrissmessung
       
elmid5.gif (793 Byte) elmid6.gif (1212 Byte) elmid8.gif (1321 Byte) elmid7.gif (820 Byte)
5. Aufgezeichnete Fläche 6. Flächenberechnung 7. Zoomen der Anzeige 8. Akt. Position (u. rechts)
       
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9. Positionsmessung 10. Ermittelte Position    
   
 
   
Die Übertragung der Daten auf den PC und die Übernahme und Weiterverarbeitung in die eLMID-Schlagkartei klappten problemlos.
eLMID GPS mobil läßt sich nicht so vielfältig konfigurieren, wie z.B. PalmArea, sondern beschränkt sich auf die wesentlichen Vermessungs-Grundfunktionen. Funktionen zum seitlichen Versatz des Meßsignals (z.B. bei "Fahrzeugvermessung") oder Suchhilfen zum Wiederfinden bereits ermittelter Positionen gibt es nicht. Die Ergebnisausgabe erfolgt ähnlich schnell, wie bei der von Agrocom vertriebenen Software. Somit ist das Programm eine zwar schlichte aber funktionelle Lösung zur GPS-Vermessung m.H. des Palm, die vor allem auch von Nutzern der eLMID-Schlagkartei eingesetzt werden kann.

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Die Datenübertragung vom Palm in die eLMID-Schlagkartei klappte problemlos.
  

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In der eLMID-Schlagkartei lassen sich die über den Palm erfassten Flächen weiterverarbeiten.
 
 
Meter Graph von D&F

MeterGraph von D&F Gesellschaft für Daten-Systeme, Freiburg (www.dandf.de) kostet 799 DM und bietet als Besonderheit die Flächenaufzeichnung mit innenliegenden Ausschlussflächen (Sperrflächen) sowie deren Berechnung. Ferner können Strecken in Teilstrecken untergliedert aufgezeichnet und berechnet werden.
Nach Auskunft von D&F wird ab September auch eine Funktion zur Positionsaufzeichnung und Positionssuche (z.B. zur GPS-unterstützten Bodenprobenahme) integriert sein. Diese Aufzeichnung erfolgt durch Übernahme des aktuellen Standorts über GPS oder durch Eingabe von bekannten Koordinaten. Um den ausgewählte "Punkt" gut zu finden, soll über Entfernung in Meter und Richtungsanzeige "Soll" und "Ist" in Grad abweichend zu Nord "navigiert" werden können. "Soll" ist der Winkel des Punktes zum aktuellen Standort,"Ist" die aktuelle Bewegungsrichtung.

       
start.gif (862 Byte)   sigsec.gif (1010 Byte) pu_fl1.gif (1002 Byte)
1. Startmenüs 2. GPS-Signalüberprüfung 3. Aufzeichnungsintervall 4. Flächen-, Streckenname
       
innnenf1.gif (1310 Byte) innnenf2.gif (999 Byte) plotdis1.gif (825 Byte) statist1.gif (1099 Byte)
5. Innenliegende Teilfläche 6. Brutto- und Nettofläche 7. Streckenaufzeichnung 8. Streckenberechnung
       
1.gif (1114 Byte) 2a.gif (995 Byte) 4a.gif (1171 Byte) 2c.gif (1219 Byte)
9 bis 16. Positionsmessung und Wiederfinden von aufgezeichneten Positionen - z.B. zur GPS-unterstützten Boden-
       
3.gif (1055 Byte) 5.gif (942 Byte) 4b.gif (803 Byte) 2b.gif (857 Byte)
probenahme, zur Unkrautkartierung, zum Festhalten defekter Drainagestränge, Strommasten o.ä. (ab Sept. 2001)
     
 
 
Die Weiterverarbeitung der Daten auf dem PC erfolgte zum Testzeitpunkt (Ende Juli 2001) noch über die Tabellenkalkulation Excel, die hierzu auf dem PC vorhanden sein muß (s. Abb. u.). Nach der Synchronisation des Palm mit dem PC müssen "automatisch" erzeugte CSV-Dateien "von Hand" in mitgelieferte Vorlagen für die grafische Ausgabe von Strecken oder Flächen kopiert werden - keine besonders komfortable Lösung.
 

excel1.gif (24026 Byte)

 
Somit blieb MeterGraph zum Testzeitpunkt hinsichtlich der Datenweiterverarbeitung auf dem PC hinter den anderen Lösungen zurück. Diese Schwäche soll ab September 2001 durch eine Kooperation mit Helm-Software und Anbindung an das GIS der MultiPlant-Serie beseitigt sein. MultiPlant-Kunden mit FarmPalm-Modul sollen bis Herbst außerdem eine FarmPalm-Version, die ebenfalls über eine einfache GPS-Flächenvermessung verfügen soll, erhalten. Diese soll aufpreisfreier Bestandteil von FarmPalm sein.
MeterGraph verursachte auf einem Palm IIIxe mit Palm OS 3.52 vereinzelte Abstürze - Datenverluste gab es hierdurch allerdings nicht. Bei "Überprüfung" dieses Problems auf einem älteren IIIx mit Palm OS 3.3 trat dieses Problem nicht auf.
 
 
Erste Bewertung der Ergebnisse:
  • Die Systeme zur "GPS-Flächenvermessung mit dem Palm" sind erstaunlich einfach zu handhaben.

  • Die verschiedenen rel preiswerten GPS-Empfänger für den Palm scheinen im Hinblick auf die Messgenauigkeit kaum Unterschiede aufzuweisen. Gleiches gilt für die Flächenvermessung durch die verschiedenen Programme.
    Störend war die manchmal länger als 5 Minuten dauernde "Ersterkennung der Satelliten - dieses "Problem" tritt aber auch bei anderen "GPS-Systemen auf. Der Magellan Companion erledigte die "Ersterkennung" i.d.R. etwas schneller, als der preiswertere Rand McNally Streetfinder GPS-Empfänger. Weitere Vorteile des Magellan sind die längere Betriebsdauer und die Anzeige des Ladezustands der Batterien.
    Die Vermessung vom Fahrzeug aus funktioniert am besten mit der Kombination PalmArea, Palm III, GPS-Maus und Outdoor-Cradle von Satcon.

  • Die Abschaltung des SA-Störsignals hat die "Streuung der Abweichungen von 50-100 m auf ca. 3-5 m reduziert. Vergleichende Messungen mit deutlich teureren "professionellen DGPS-Sytemen" brachten eine gute Übereinstimmung der Messwerte. Insbesondere "Messungen aus der Bewegung" heraus scheinen, aufgrund der durch die preiswerten "Consumer-GPS-Empfänger" offensichtlich praktizierten Mittelwertbildungen, zu guten Ergebnissen zu führen. Positionsmessungen "aus dem Stand" können offensichtlich eher zu Ausreißern führen. Hier dürfte die von einigen Anbietern (Agrocom und insb. Cobera-Land) eingebundene Mehrfachmessung mit anschließender Mittelwertbildung zu etwas besseren Ergebnissen führen. Eine echte Punktmessung, etwa für eine "katastermäßige" Vermessung oder um "untergepflügte" Grenzsteine wieder genau zu positionieren, bleibt allerdings professionelleren Systemen vorbehalten.

  • Die Übereinstimmung der Messergebnisse mehrfach gemessener Flächen war erstaunlich gut und stieg mit der Größe der Flächen z.T. auf eine Abweichung von unter 0,3 Prozent (113 ha-Fläche). Bei kleinen Flächen (Testfläche von ca. 1,3 ha) können vereinzelt Abweichungen von bis zu 10 Prozent auftreten. Hier sollte man mehrfach messen, Mittelwerte bilden und "Ausreißer", die auf dem Palm rel. gut ausmachbar sind - einfach weglassen. Dann sind auch hier für viele landwirtschaftliche Anwendungsbereiche ausreichend genaue Ergebnisse erzielbar.

  • Systembedingt kommt es bei einer Messung zu unterschiedlichen Zeitpunkten zu einem nicht kontrollierbaren "seitlichen Versatz" des Ergebnisses (der Gesamtfläche) von ca. 2-4 Metern.

  • Voraussetzung für exakte Messungen sind gute Satellitensignale. Vollständiger "Signalverlust" war rel. selten (Kombination von Gewitterwolken, Baumschatten und Hochspannungsleitungen oder Gebäuden).

  • Die von Cobera-Land und Agrocom vertriebenen Programme berechneten die Flächen auf dem Palm deutlich schneller, als die beiden anderen Systeme.

  • Die Möglichkeiten zur Weitergabe und -verarbeitung der Daten auf dem PC wurden im Rahmen dieses Tests nur gestreift. Die Leistungen der hierzu angebotenen Lösungen weisen offensichtlich wesentlich größere Leistungsunterschiede auf, als die im Mittelpunkt des Tests stehenden 4 "Palm-Programme" und werden die Entscheidung für eines der Produkte maßgeblich mit beeinflussen müssen.

  • Eine Vereinheitlichung der ausgebbaren Datenformate bzw. Unterstützung der wichtigsten GIS-Datenformate sollte im Hinblick auf einen universellen Einsatz möglich sein.

  • Eine (sicherlich z.T. subjektive) Bewertung durch den Autor dieses Beitrags - ohne Berücksichtigung des Preises - würde hinsichtlich der "reinen Flächenvermessung", der vielseitigen Konfigurationsmöglichkeiten (z.B. auch der Möglichkeit zum seitlichen Versatz des Meßsignals bei Fahrzeugmessung) sowie der Einfachheit der Handhabung PalmArea den ersten Platz einräumen. Das Programm kann zudem Daten an mehrere verbreitete GIS-Systeme übergeben (Farmgovs, Shape/ArcView, Fieldstar).
    Bewertet man das Preis-Leistungsverhältnis der reinen Palm-Anwendung, hat (nicht zuletzt aufgrund des deutlich niedrigeren Preises) PDE AgroMap die Nase vorn. eLMID GPS mobil hat durch die einstellbare Mittelwertbildung besondere Stärken im Bereich der Verarbeitung von (Eck-)Messpunkten, MeterGraph kann in einer Fläche liegende Teil- oder Ausschlussflächen am besten vermessen.

  • Allerdings muß bei der Bewertung z.B. im Hinblick auf Precision Farming so betriebsindividuell unter Berücksichtigung der "Gesamtsysteme" und der Zielvorstellungen und Möglichkeiten des Betriebsleiters bewertet werden, daß es "das beste System" für alle gerade in diesem Bereich nicht geben kann.

 
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