1. Thermografie
  2. Applikationen
  3. Thermografiekameras in der Landwirtschaft

Thermografie in der Landwirtschaft: Pflanzenbau und Tierhaltung

In der Landwirtschaft und Präzisionslandwirtschaft spielen wirtschaftliche, ökologische und soziale Faktoren eine zunehmend wichtige Rolle. Ziele sind dabei u. a. die Sicherstellung der Bevölkerungsversorgung, Nachhaltigkeit im Sinne eines ressourcenschonenden und umweltverträglichen Landbaus, Agrobiodiversität sowie Pflanzenschutz. Im Bereich der Tierhaltung stehen sowohl Tier- und Umweltschutz als auch das Tierwohl im Fokus.

InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft | Bildnachweis: © istock / valio84sl-alexia-khruscheva
InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Thermogramm eines Feldes
InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Thermogramm von Pflanzen
InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Tierhaltung
0 | 4

Mit Hilfe der Thermografie können zielführende Erkenntnisse gewonnen werden, um beispielsweise die biologische Vielfalt von Nutzpflanzen zu fördern und robustere Sorten zu züchten. In der Tierhaltung erlaubt die Thermografie u. a. Rückschlüsse auf die Tiergesundheit.

Seit vielen Jahren hat sich deshalb die Thermografie als Messverfahren in der Landwirtschaft etabliert. Sowohl am Boden als auch aus der Luft liefert sie zuverlässige Daten zur Temperaturverteilung und erlaubt eine Zustandsbetrachtung in Echtzeit. Im Rahmen der Präzisionslandwirtschaft (Precision Farming ) bietet die Thermografie und Agrarforschung die Möglichkeit:

  • Unterschiedliche mikroklimatische Bedingungen zu erfassen

  • Die Ertragsfähigkeit innerhalb eines Feldes zu ermitteln

  • Rückschlüsse auf die Pflanzenentwicklung und -gesundheit zu ziehen

  • Die Lagerung von Saatgut und Ernteprodukten zu überwachen

In der Viehwirtschaft kommen ebenfalls Wärmebildkameras zum Einsatz. Die industrielle Tierzucht nutzt diese Messmethode, um beispielsweise frühzeitig Krankheiten zu erkennen oder generelle Informationen über den gesundheitlichen Zustand der Tiere zu erhalten.

 All dies geschieht berührungslos und ohne Beeinflussung der Pflanzen und Tiere.

Kontakt zum Bereich Thermografie der InfraTec

Möchten Sie mehr erfahren?

Nicht selten sind Aufgabenstellungen mit besonderen Anforderungen verknüpft. Besprechen Sie gemeinsam mit unseren Spezialisten Ihre konkrete Anwendung, erhalten Sie weiterführende technische Informationen oder lernen Sie unsere Zusatzdienstleistungen kennen.

InfraTec Deutschland
InfraTec GmbH Infrarotsensorik und MesstechnikGostritzer Straße 61 - 6301217 DresdenDEUTSCHLAND

Wärmebildkameras für die Pflanzenforschung

Der Anbau von Kulturen wie Getreide, Rüben oder anderen Nutzpflanzen wird immer herausfordernder. Umweltbedingungen wie extreme Hitze, Trockenheit oder andauernde Niederschläge wirken sich auf die Gesundheit und das Wachstum der Pflanzen aus.  Aus diesem Grund ist es das Ziel einiger Forschungsprojekte, resistentere und robustere Sorten zu entwickeln.

InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Thermogramm von Pflanzen
Abb. 1: Thermografische Aufnahme der Blatttemperatur

Zum Einsatz kommen dabei u. a. Wärmebildkameras. Stehen Pflanzen beispielsweise unter Trockenstress, ändert sich deren Temperatur im Vergleich zum Normalzustand. Somit ist es möglich, mit Hilfe der Thermografie, die exakten Oberflächentemperaturen auf dem Blatt und deren Verteilung zu messen. Entscheidend ist dabei die Transpiration, also die Verdunstung des Wassers über die Blattoberfläche.

Alle Prozesse im Inneren der Pflanze produzieren Wärme. Diese wird bei der Transpiration des Wassers aufgenommen und über die Blattoberfläche abgegeben. Ist zu wenig Wasser vorhanden, kann diese Wärme nicht optimal abgebaut werden und die Temperatur der Pflanze steigt. Selbst kleinste Temperaturveränderungen können dann mit Wärmebildkameras von InfraTec durch die hohe thermische Auflösung von bis zu 20 mK erfasst werden. Weiterhin verfügen die Kameras über verschiedene, lichtstarke Wechselobjektive. So gelingt die Anpassung an nahezu jede Objektgröße und -distanz problemlos, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Die daraus resultierenden Forschungsergebnisse liefern Erkenntnisse darüber, wie anpassungsfähig und robust eine Pflanzensorte ist und welche Sorten weiterhin gezüchtet werden. Die KWS SAAT SE & Co. KGaA nutzt zu diesem Zweck eine Wärmebildkamera von InfraTec.

InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Pflanzenforschung | Bildnachweis: ©  KWS Saat SE & Co. KGaA
Abb. 2: Messaufbau zur Ermittlung der Blatttemperatur mit Wärmebildkamera und Monitor. (Bild: KWS SAAT SE & Co. KGaA )

Thermografie in der Präzisionslandwirtschaft

Auch bei der Pflanzenzustandsanalyse, beim sogenannten Precision Farming, spielt die Transpiration der Pflanzen eine entscheidende Rolle. Wie in der Pflanzenforschung wird auch hier die Blatttemperatur gemessen, um Informationen über den Wasserhaushalt der Pflanzen zu erhalten. Allerdings mit dem Ziel der Wachstumskontrolle und -optimierung sowie einer bedarfsgerechten Bewässerungsplanung. Von Vorteil ist hier das große Detektorformat der Thermografiesysteme von InfraTec mit (1.024 x 768) IR-Pixeln bzw. die innovative MicroScan-Technologie, welche Aufnahmen mit (2.048 x 1.536) IR-Pixeln und dadurch großflächige Beobachtungen ermöglicht.

Ein weiteres Einsatzgebiet ist die Erkennung von Pflanzenkrankheiten und Schädlingsbefall. Die Transpiration einer Pflanze hängt nicht nur von äußeren Bedingungen wie Wind, Temperatur und Luftfeuchte ab, sondern auch von den pflanzenspezifischen Oberflächeneigenschaften. Ist das Blatt durch Schädlingsbefall oder eine Pflanzenkrankheit beeinträchtigt, verändert sich das Transpirationsverhalten. Dies wiederum wird durch die Veränderung der Blatttemperatur deutlich und mit Hilfe einer Wärmebildkamera messbar. InfraTec-Kameras erfassen auch hier geringste Temperaturunterschiede. Im Ergebnis kann sofort auf den Befall oder die Krankheit reagiert und entsprechende Analysen sowie der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln organisiert werden.

InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Thermogramm eines Feldes
Abb. 3: Die Blatttemperatur gibt Aufschluss über den Wasserhaushalt und Gesundheitszustand von Pflanzen

Qualitätssicherung bei der Kartoffellagerung

Aufgrund ihrer Eigenschaften stellen Kartoffeln sehr hohe Anforderungen an eine möglichst verlustfreie Lagerung. Ihr sehr hoher Wassergehalt macht die Erdknolle für Schimmelpilze und Fäulnis besonders anfällig. Zusätzlich muss die Lagertemperatur für Kartoffeln konstant gehalten werden. Ist die Temperatur zu niedrig, wird die Kartoffelstärke in Zucker umgewandelt; ist die Temperatur zu hoch, verdunstet zu viel Wasser und die Kartoffeln werden runzelig und beginnen zu keimen.

Für eine optimale Lagertemperatur ist eine exakte Prozesssteuerung notwendig. Dies gelingt u. a. mit Hilfe der Thermografie. Denn Wärmebildkameras ermöglichen die großflächige Überwachung des Lagers und erkennen dank der hohen Messgenauigkeit geringste Temperaturveränderungen. Der Vorteil einer Wärmebildkamera gegenüber Temperatur-Messfühlern (Sensoren) liegt darin, dass durch eine geometrische Auflösung von bis zu 3.1 MegaPixeln Temperaturen deutliche detaillierter und effizienter gemessen werden können als bei einer punktuellen Messung. Kameras geben somit ein Gesamtbild über die lokalen Unterschiede der Temperaturverläufe an der Oberfläche des Lagerguts. Somit ermöglichen die gewonnenen Daten eine Prozessoptimierung und die optimale Klimatisierung.

Tierschutz: Thermografie zum Schutz vor Unfällen mit Landwirtschaftsmaschinen

Jedes Jahr fallen den Land- und Erntemaschinen zahlreiche Wildtiere zum Opfer. Viele Landwirte greifen bereits auf Wärmebildkameras in Kombination mit Drohnen zurück, um zum einen die Tiere zu schützen und zum anderen Schäden an den Maschinen oder gar eine Kontaminierung des Ernteguts zu verhindern. Mit Hilfe der großen Detektorformate der Thermografiesysteme von InfraTec sowie der thermischen Empfindlichkeit von bis zu 20 mK lassen sich Wildunfälle zuverlässig vermeiden.  Wärmebildkameras von InfraTec spüren die Tiere am Boden auf und übermitteln die Bilder in Echtzeit auf das Ausgabegerät. Sofort können entsprechende Verlegungsmaßnahmen eingeleitet werden.

InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Reh im Gras | Bildnachweis: © istock / tereza_hanoldova
InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Reh im Gras

Tierhaltung: Für das Wohl der Tiere

Wärmebildkameras erlauben die sehr genaue Messung der Körpertemperatur von Tieren. Vor allem im Bereich der Tierzucht geht es um die Überwachung des Gesundheitszustandes. Kleinste Veränderungen der Körpertemperatur können ein Hinweis auf entstehende Krankheiten sein und ermöglichen ein sofortiges Eingreifen.

InfraTec: Thermografie in der Landwirtschaft - Tierhaltung
Abb. 4: Das „blaue“ Bein weist eine schlechte Durchblutung auf und deutet auf eine Erkrankung hin.

Vorteile der Thermografie in der Landwirtschaft

InfraTec Newsletter - MicroScan-Funktion der Kameraserie ImageIR

Micro­Scan – Vervier­fa­chung des Bild­for­mats

Hinter der Funktion verbirgt sich ein schnelldrehendes MicroScan-Rad, das in die Kamera integriert ist. Sie sorgt dafür, dass pro Radumdrehung vier verschiedene Einzelaufnahmen gemacht werden, die jeweils um ein halbes Pixel seitlich versetzt sind. Dank Aufnahmen mit einer vierfachen geometrischen Auflösung erreicht die Thermografie eine neue Qualität.

Schutzgehäuse für Thermografiekameras

Großes Sorti­ment an Schutz­ge­häusen

Zum Angebot von InfraTec gehören zahlreiche Schutzgehäuse. Die allwettertauglichen und robusten Metallgehäuse ermöglichen den Einsatz der Thermografiekameras in rauer Umgebung und schützen vor mechanischer Beanspruchung, Staub sowie Spritzwasser. Je nach Anforderung können Anwender auch ATEX-zertifizierte Schutzgehäuse wählen, die in explosionsgefährdeten Bereichen eingesetzt werden können.

Thermografie-Kameraserie ImageIR® mit neuer 10 GigE-Schnittstelle

10 GigE-Schnitt­stelle für ein kräf­tiges Plus an Leis­tung

Die 10 Gigabit Ethernet-Schnittstelle der High-End-Kameraserie ImageIR® erschließt diesen extrem schnellen Übertragungsstandard mit einer eigens dafür bei InfraTec entwickelten Netzwerkkarte. Diese arbeitet mit einsteckbaren, modularen, optischen oder elektrischen Transceiver-Modulen, die leicht wechselbar sind und als SFP+ bezeichnet werden.

InfraTec Glossar - ImageIR® mobile kabellose Kamerafernsteuerung

Mobile kabel­lose Kame­rafern­steue­rung

Stationäre Kamerasysteme werden üblicherweise PC-gesteuert genutzt. Alternativbietet InfraTec eine Lösung, die den Betrieb des Kamerasystems noch vielseitiger gestaltet. Dabei wird am Kameragehäuse ein zusätzlicher Tablet-PC befestigt, der die drahtlose Steuerung aller Kamerafunktionen ermöglicht. Die Display-Lösung erlaubt den Zugriff auf alle Funktionen der IRBIS® online Steuer- und Akquisitions-Software, die mit der Kamera mitgeliefert wird.

InfraTec Glossar - Rotierendes Filter- und Blendenrad

Sepa­rates Filter- & Blen­denrad – Spek­trale Ther­mo­grafie

Die Kombination aus je einem separaten Filter- und Blendenrad mit bis zu sieben freien Positionen (35 Kombinationen) ist Voraussetzung für den universellen Einsatz bei Messaufgaben mit hohen Objekttemperaturen und im Bereich der spektralen Thermografie. Durch die zur Signalabschwächung genutzten Neutraldichtefilter oder die Kombination von Spektralfiltern und Blenden werden Störeffekte sicher vermieden.

ImageIR Filterradwechsel

Multispektralfeature

Das Multispektralfeature ermöglicht es, Sequenzen mit kontinuierlich wechselnden Spektralfiltern aufzunehmen. Die Bildaufnahme erfolgt dabei synchron zu einem mit den Filtern bestückten schnellen Filterrad. Je nach Ausführung kann zwischen bis zu sieben Filtern gewechselt werden. Dadurch kann die Multispektral-Messung des Kamerasystems auf die spektralen Eigenschaften der jeweiligen Messobjekte optimiert werden, sollten die voreingestellten Bereiche ungeeignet sein. Die Integrationszeiten können innerhalb der für den Filter kalibrierten Grenzen angepasst werden.

InfraTec Glossar Motorfokus

Motor­fokus für ImageIR®-Voll­op­tiken – Mehr Komfort

Alle wechselbaren Standard-Volloptiken der ImageIR®-Serie können mit einer Motorfokuseinheit kombiniert werden, die über die Kamera-Bediensoftware angesteuert wird. Sie ermöglicht die präzise, fernsteuerbare und schnelle Fokussierung. Außerdem steht eine Autofokusfunktion zur Verfügung, die selbst bei geringen Bildkontrasten noch zuverlässig arbeitet.

InfraTec Service Kalibrierstand

Auto Calibration

Die Option Auto Calibration erweitert die Funktion „HighSense“ um eine automatische, dynamische Anpassung der Integrationszeit, um durchgehend die beste Temperaturmessgenauigkeit und ein optimales Signal-Rausch-Verhältnis zu ermöglichen. Die Aussteuerung eines Detektors („Wellfill“) ist üblicherweise in bestimmten Bereichen des Dynamikumfangs optimal. Befindet sich das Signal des Messobjekts außerhalb dieser bzw. vom Anwender vorgegebener Grenzen, wird die Integrationszeit nachgeregelt.

InfraTec Thermografie - Funktion EverSharp

EverS­harp-Funk­tion

Mit der innovativen EverSharp-Funktion werden alle Objekte in der Bildszene scharf abgebildet, unabhängig davon, wie weit diese von der Kamera entfernt sind und welches Objektiv zum Einsatz kommt. Die Qualität der Aufnahmen ist vollkommen unabhängig von der Tiefenschärfe der verwendeten Optik oder dem Abstand der Messobjekte zur Kamera. Für Anwender wird auf diese Weise die Bedienung der Wärmebildkamera noch komfortabler.

InfraTec Objektive - Hochwertige Volloptiken

Hochwertige Volloptiken

Hochwertige lichtstarke Präzisionsoptiken ermöglichen die Anpassung der Bildfeldgeometrie an nahezu jede Messsituation. Ihre Leistungsparameter sind hinsichtlich Funktionalität, Qualität und flexibler Anwendung optimal aufeinander abgestimmt. Dank IR-transparenter Linsenmaterialien und Antireflexionsbeschichtungen sind die Infrarotobjektive für verschiedene Spektralbereiche optimiert.

Case Studies in Agriculture

Wärmebildkameras für die Landwirtschaft

Wärmebildkamera von InfraTec
Systemkameras

VarioCAM® HDx head S

Bildformat(640 x 480) IR-Pixel
DetektortypUngekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array

Wärmebildkamera von InfraTec
Systemkameras

VarioCAM® HD head 800

Bildformat(1.024 x 768) IR-Pixel
DetektortypUngekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array

Wärmebildkamera von InfraTec
Systemkameras

VarioCAM® HD head 900

Bildformat(2.048 x 1.536) IR-Pixel
DetektortypUngekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array

Wärmebildkamera von InfraTec
Systemkameras

VarioCAM® HDx head 600

Bildformat(640 x 480) IR-Pixel
DetektortypUngekühltes Mikrobolometer Focal Plane Array

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 4300

Bildformat(320 x 256) IR-Pixel
DetektortypMCT

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 5300

Bildformat(320 x 256) IR-Pixel
DetektortypMCT

Wärmebildkamera von InfraTec
Zoom-Wärmebildkameras

ImageIR® 6300 Z

Bildformat(640 x 512) IR-Pixel
DetektortypXBn

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 7300

Bildformat(640 x 512) IR-Pixel
DetektortypMCT oder InSb

Wärmebildkamera von InfraTec
High-End-Thermografiesysteme

ImageIR® 8300

Bildformat(640 x 512) IR-Pixel
DetektortypMCT oder InSb

Asso­ci­ated Indus­tries & Applic­a­tions

Thermografie Bio- und Geostudien
Bio- und Geostu­dien

Finden Sie kleinste Temperaturabweichungen in Landschaften, Biotopen und im Labor mit einer Wärmebildkamera höchster Messpräzision.

Tiermedizin
Medizin

Diagnostizieren Sie mit den Thermografie-Messwerten einer Wärmebildkamera vielfältige Krankheitsbilder effizient und mit hoher Sicherheit.

Alle Branchen und Anwendungsgebiete anzeigen