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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? |
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| 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. |
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| 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.
Abb. 1 |
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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. |
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| 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). |
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1. Satcons und Lacos mobile Lösung für den Schlepper (Preise plus Mwst.) Hierbei kamen folgende Komponenten zum Einsatz:
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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 |
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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. |
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| 2.
Die mobile "Hand"-Lösung m.H. eines Rand McNally Streetfinder-GPS-Empfängers (Preise plus Mwst.) mit folgender Ausstattung:
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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. |
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"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). |
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| 3.
Die mobile "Hand"-Lösung m.H. eines Magellan Companion-GPS-Empfängers (Preise plus Mwst.) mit folgender Ausstattung:
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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. |
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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 |
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| 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): |
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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 |
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| 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. |
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| 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. |
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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. |
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| 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.
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. |
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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. |
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| Die 4 mit PDE Agro-Map nacheinander durchgeführten Messungen der gleichen Fläche sind fast deckungsgleich. | |||
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| 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. |
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| 1. Startbildschirm | 2. Flächen- u. "Messpunkte" | 3. Messung über Eckpunkte | 4. Umrissmessung |
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| 5. Aufgezeichnete Fläche | 6. Flächenberechnung | 7. Zoomen der Anzeige | 8. Akt. Position (u. rechts) |
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| 9. Positionsmessung | 10. Ermittelte Position | ||
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| 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. |
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| 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. |
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| 1. Startmenüs | 2. GPS-Signalüberprüfung | 3. Aufzeichnungsintervall | 4. Flächen-, Streckenname |
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| 5. Innenliegende Teilfläche | 6. Brutto- und Nettofläche | 7. Streckenaufzeichnung | 8. Streckenberechnung |
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| 9 bis 16. Positionsmessung und Wiederfinden von aufgezeichneten Positionen - z.B. zur GPS-unterstützten Boden- | |||
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| probenahme, zur Unkrautkartierung, zum Festhalten defekter Drainagestränge, Strommasten o.ä. (ab Sept. 2001) | |||
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| 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. | |||
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| 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. |
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