GIS-Dur für GAP: Wie Geodaten die Gemeinsame Argrarpolitik messbar machen

von Kai Sattler und Jan Junker

 

PLANTOUR, die PASS-Lösung in der Logistik-Branche, und das Fördermittelmanagement in der Gemeinsamen Agrarpolitik (GAP) haben mehr gemeinsam als es auf den ersten Blick scheinen mag. Beide integrieren nämlich Geodaten, um Informationen zu verarbeiten und aufzubereiten.

Die GAP ist das finanziell bedeutsamste EU-Politikfeld: Jährlich stehen EU-weit etwa 60 Mrd. € für die direkte und indirekte Förderung der Landwirtschaft zur Verfügung. Ein großer Teil der GAP-Mittel wird flächenbezogen an Agrarbetriebe zugewiesen. Seit Mitte der 90er Jahre spielen daher Geoinformationssysteme (GIS) eine zunehmend wichtige Rolle in der Umsetzung der GAP. Bei PASS wird ebenfalls aktiv mit Geodaten gearbeitet. Für unsere Tourenplanungssoftware PLANTOUR entwickelt PASS seit mehr als 25 Jahren Algorithmen und Bibliotheken zur Verarbeitung von Geodaten, vom Mapping und individuellem Rendering von Shapefiles, über eine eigene Geocodierung bis zum Routingalgorithmus, welcher auf den zugrunde liegenden Geodaten kürzeste Wege von Madrid nach Moskau in Millisekunden berechnet.

Welche Anforderungen bestehen an die GIS?

Diese hochperformanten Technologien werden in der Umsetzung der GAP regelmäßig benötigt. Spätestens seit 2013 sind die Anforderungen an die Abbildung von Flächen in den GAP-IT-Systemen zweidimensional:

  • Die Maße der relevanten Flächen müssen im Antrag korrekt angegeben werden. In Abgleich mit Katasterdaten werden von den Antragstellern Polygone in das Kartenmaterial entlang der Feldgrenzen gezeichnet. Die Software prüft bereits jetzt auf das Erreichen von Mindestgrößen, auf doppelt beantragte Feldstücke usw.
  • Die Gewährung bestimmter EU-Zahlungen ist zudem an qualitative Kriterien gekoppelt. Hintergrund ist die sog. „Cross-Compliance“ und das zusätzlich bepreiste „Greening“ (bzw. neu ab 2021: „Enhanced Conditionality“). Diese Konditionalitäten binden die Zahlung der Mittel an aktuell insgesamt 20 Regelungskomplexe, die z.B. eine ökologisch verträgliche Landwirtschaft, sparsames Düngen, Tierwohl und allgemeine Gesundheit gewährleisten sollen.

Die Kontrolle dieser Regeln findet innerhalb des „Integrierten Verwaltungs- und Kontrollsystems“ (InVeKoS, hier z. B. die zentrale InVeKoS Datenbank Deutschlands – ZID) statt. Teil dieses nationalen Kontroll-Gesamtsystems sollen ab 2021 (auch weiterhin) zwei IT-Lösungen sein:

  • Ein geodatenbasiertes Antragssystem: Im Sammelantrag werden verschiedene Layer von Geo-daten so übereinander gelegt, dass die oben erwähnten Polygone korrekt und möglichst komfortabel eingezeichnet und gepflegt werden können.
  • Ein sog. Flächenmonitoringsystem: Satellitenbilder, z.B. „Sentinel-Daten“ vom EU-Raumfahrtprogramm Copernikus, liefern regelmäßig Daten über das von der Erdoberfläche reflektierte Licht. Hiermit soll für die Agrarflächen geprüft werden, ob die im Antrag angegebene Frucht tatsächlich auf dem Feld wächst. So könnten Kontrollen, die sehr aufwändig von Menschen vor Ort erbracht werden müssten, an – bestenfalls – selbstlernende Systeme delegiert werden.

Shape-Files, Tile-Server und Soil Adjusted Vegetation Indices

Die Technologien, die diese Anforderungen erfüllen, begegnen uns mittlerweile täglich in Navigationssystemen und ähnlichen Anwendungen. In PLANTOUR setzt PASS standardmäßig TomTom Multinet Daten für das Mapping und die Optimierungen ein. Die Rohdaten werden je nach Verwendungszweck aufbereitet, in entsprechenden Big Data Stores mit mehreren Gigabyte gespeichert und mit passenden Microservices für die unterschiedlichsten Verwendungszwecke versehen, so dass Serviceanfragen für Distanzermittlung, unscharfe Adresssuche oder MapTiles Rendering im Millisekundenbereich möglich sind. Die so in diesem Jahr neu entstandene MAPSERVICES Suite für Geodatendienste wird von PASS in der eigenen Cloud gehostet bzw. auf Kundenwunsch natürlich auch on premise gestellt.

Innerhalb der MAPSERVICES Suite könnte z.B. auch die Identifikation von Bewuchs einer Fläche mittels von Satelliten aufgenommenen Reflektionen von der Erdoberfläche ermöglicht werden; z. B. zur Klärung der tatsächlichen Nutzungsart eines Schlages. Auf Basis dieser auch in MapTiles vorliegenden „Satellitenbilder“ können verschiedene „Soil Adjusted Vegetation Indices“ (SAVI) berechnet werden. Vegetationsindizes leiten aus dem Reflexionsverhalten des Lichtes im nahen Infrarot-Bereich an der Erdoberfläche den Bewuchs der Fläche ab. Da landwirtschaftliche Flächen in den GAP-Anträgen recht feingranluar in Feldstücke und Schläge unterteilt und jeweils eine spezifische Nutzungsart bis zu Sorten angegeben werden muss, ist die Qualität und v.a. die Auflösung sowie die Häufigkeit der Aufnahmen (Stichwort: Wolkenbildung) entscheidend für den Nutzen dieser Technik, Beispiel: RECAP). Doch auch mit weiter verbesserten Satelliten-Daten werden viele besonders kleinteilige Flächen nicht zufriedenstellend abgebildet werden können. Nach einer Einführungsphase der Flächenmonitoringsysteme soll daher zunehmend auch auf in-situ Daten zugegriffen werden. Entsprechende (teils autonome) Drohnen-Technologie wird heute bereits z.B. in sog. Farm-Management-Systemen in der Präzisionslandwirtschaft genutzt.

Fazit.

Insbesondere auch die EU-Komission drängt auf eine verstärkte Digitalisierung der Agrarwirtschaft. In der aus EU-Mitteln finanzierten Gemeinsamen Agrarpolitik erscheint diesbezüglich vor allem die Erfassung von GeoDaten und die zunehmende Kontrolltätigkeit durch selbstlernende Systeme vielversprechend. Bestenfalls könnten aufwändige Kontrollen durch menschliche Prüfer ersetzt werden. Voraussetzung wären auf der einen Seite hochwertige Satelliten- und in-situ-Aufnahmen z. B. von Drohnen. Die Technologien zur Verarbeitung dieser Daten liegt mit der PASS-MAPSERVICES Suite bereits vor. 25 Jahre Erfahrung in der Logistik-Branche könnten es also ermöglichen, das GIS in GAP-Dur.

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