DE102013208680A1 - Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften - Google Patents

Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften Download PDF

Info

Publication number
DE102013208680A1
DE102013208680A1 DE201310208680 DE102013208680A DE102013208680A1 DE 102013208680 A1 DE102013208680 A1 DE 102013208680A1 DE 201310208680 DE201310208680 DE 201310208680 DE 102013208680 A DE102013208680 A DE 102013208680A DE 102013208680 A1 DE102013208680 A1 DE 102013208680A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
spectrometer
spectrum
soil
gamma
property
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
DE201310208680
Other languages
English (en)
Other versions
DE102013208680B4 (de
Inventor
Philipp Münch
James Lenz
Martin Klausmann
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Deere and Co
Original Assignee
Deere and Co
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Deere and Co filed Critical Deere and Co
Priority to DE102013208680.6A priority Critical patent/DE102013208680B4/de
Publication of DE102013208680A1 publication Critical patent/DE102013208680A1/de
Application granted granted Critical
Publication of DE102013208680B4 publication Critical patent/DE102013208680B4/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N33/00—Investigating or analysing materials by specific methods not covered by groups G01N1/00 - G01N31/00
    • G01N33/24—Earth materials
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/36—Measuring spectral distribution of X-rays or of nuclear radiation spectrometry
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T7/00—Details of radiation-measuring instruments
    • G01T7/005—Details of radiation-measuring instruments calibration techniques
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01V—GEOPHYSICS; GRAVITATIONAL MEASUREMENTS; DETECTING MASSES OR OBJECTS; TAGS
    • G01V5/00—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity
    • G01V5/02—Prospecting or detecting by the use of ionising radiation, e.g. of natural or induced radioactivity specially adapted for surface logging, e.g. from aircraft
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01J—MEASUREMENT OF INTENSITY, VELOCITY, SPECTRAL CONTENT, POLARISATION, PHASE OR PULSE CHARACTERISTICS OF INFRARED, VISIBLE OR ULTRAVIOLET LIGHT; COLORIMETRY; RADIATION PYROMETRY
    • G01J3/00—Spectrometry; Spectrophotometry; Monochromators; Measuring colours
    • G01J3/28—Investigating the spectrum

Landscapes

  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Food Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Remote Sensing (AREA)
  • Pathology (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Immunology (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Biochemistry (AREA)
  • General Health & Medical Sciences (AREA)
  • Geophysics (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)

Abstract

Ein Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers (40) zur Erfassung von Bodeneigenschaften umfasst folgende Schritte:
(a) Erfassen eines ersten Spektrums einer Bodenprobe mit einem Gammaspektrometer (40),
(b) Erfassen eines zweiten Spektrums derselben Bodenprobe mit einem optischen, im Nahinfrarot und/oder im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitenden Spektrometer (38),
(c) Ableiten wenigstens einer Bodeneigenschaft aus dem zweiten Spektrum,
(d) Ableiten einer Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer (40) anhand der ermittelten Bodeneigenschaft und des ersten Spektrums, und
(e) anschließendes Ermitteln von mindestens einer, mit der Bodeneigenschaft der Schritte (c) und (d) identischen oder davon verschiedenen Bodeneigenschaft anhand von auf einem Feld aufgenommenen Spektren des Gammaspektrometers (40) mittels der abgeleiteten Kalibrierrelation.

Description

  • Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften und eine entsprechende landwirtschaftliche Arbeitsmaschine.
  • Stand der Technik
  • Im Rahmen der Präzisionslandwirtschaft besteht ein Bedarf daran, Bodeneigenschaften ortsspezifisch zu erfassen, um daraus Ausbringraten für Düngemittel oder andere Mittel zur Verbesserung der Wachstumsbedingungen für Pflanzen abzuleiten. Zu diesem Zweck werden entweder Bodenproben genommen und in einem Labor analysiert, um anhand der Analysewerte Karten für die ortsspezifisch auszubringenden Mengen an Material zu erstellen, die später zur selbsttätigen ortsspezifischen Ansteuerung einer Material ausbringenden Maschine verwendet werden. Diese Vorgehensweise ist relativ zeitaufwändig. Alternativ wird die Material ausbringende Maschine mit einem Sensor versehen, der online die Bodeneigenschaft(en) erfasst und dessen Signale zur selbsttätigen Einstellung der Ausbringmenge dienen. Diese Vorgehensweise ist schneller und einfacher, da nur ein einziger Arbeitsgang erforderlich ist.
  • Im Stand der Technik sind unterschiedliche Sensoren zu Erfassung von Bodeneigenschaften bekannt. Einerseits sind Gammaspektrometer vorgeschlagen worden ( EP 1 223 436 A1 ), die Zerfallsraten von Radionukleiden mit langen Zerfallszeiten im Boden erfassen (z.B. 40K, 137Cs, 232Th, 235U und 238U) und anhand von Kalibriertabellen weitere Bodeneigenschaften daraus ableiten, z.B. den Gehalt an Ton, Lehm, organischen Materialien, pH-Wert und Gehalt an einzelnen Elementen wie Stickstoff, da diese erfahrungsgemäß mit dem Gehalt des Bodens an Radionukleiden korrelieren.
  • Andererseits wurde vorgeschlagen, Bodeneigenschaften, wie organischen Kohlenstoffgehalt, Tongehalt oder pH-Wert, auf dem Feld durch optische Spektroskopie im nahinfraroten oder sichtbaren Wellenlängenbereich zu ermitteln (T. Grau et al., Estimation of Soil Parameters using VIS-NIR Spectroscopy – Challenges and Chances, Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, EGU2013-9624, 2013), wobei im Rahmen des dort beschriebenen Forschungsprojekts zusätzliche Messungen mit einem Gammaspektrometer und Bodenanalysen zwecks Gewinnung von Vergleichsdaten durchgeführt wurden.
  • Aufgabe der Erfindung
  • Bei der Bodenanalyse durch Gammaspektroskopie besteht das Problem, dass zur Erzielung hinreichend genauer Ausbringsollmengen eine Kalibrierung der Messkurven erforderlich ist, die im Stand der Technik entweder auf – aufwändigen – Bodenanalysen oder – fehlerträchtigen – menschlichen Erfahrungswerten beruht, da erfahrungsgemäß die Kalibrierwerte nicht einfach von einem Feld auf ein anderes Feld übertragen werden können. Die Nahinfrarotspektroskopie (NIR) erfordert zwar auch eine Kalibrierung, doch ist diese erfahrungsgemäß besser auf andere Felder übertragbar.
  • Die der Erfindung zu Grunde liegende Aufgabe wird darin gesehen, eine wenig aufwändige Vorgehensweise zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften bereitzustellen.
  • Lösung
  • Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Lehre der Patentansprüche 1 und 8 gelöst, wobei in den weiteren Patentansprüchen Merkmale aufgeführt sind, die die Lösung in vorteilhafter Weise weiterentwickeln.
  • Ein Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften umfasst folgende Schritte:
    • (a) Erfassen eines ersten Spektrums einer Bodenprobe mit einem Gammaspektrometer,
    • (b) Erfassen eines zweiten Spektrums derselben Bodenprobe mit einem optischen, im Nahinfrarot und/oder im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitenden Spektrometer,
    • (c) Ableiten wenigstens einer Bodeneigenschaft aus dem zweiten Spektrum,
    • (d) Ableiten einer Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer anhand der ermittelten Bodeneigenschaft und des ersten Spektrums, und
    • (e) anschließendes Ermitteln von mindestens einer, mit der Bodeneigenschaft der Schritte (c) und (d) identischen oder davon verschiedenen Bodeneigenschaft anhand von auf einem Feld aufgenommenen Spektren des Gammaspektrometers mittels der abgeleiteten Kalibrierrelation.
  • Das Spektrum des optischen Spektrometers wird demnach verwendet, um eine Bodeneigenschaft zu bestimmen. Dazu kann auf eine erste Kalibrierdatenbank zurückgegriffen werden, in welcher unterschiedliche Spektren und/oder daraus abgeleitete Größen und zugehörige Bodeneigenschaften abgelegt sind. Nach dem Schritt (c) ist daher die Bodeneigenschaft bekannt. Anschließend wird anhand des ersten Spektrums und der bekannten Bodeneigenschaft eine Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer abgeleitet. Hierzu kann die Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer durch Auswahl jener Kalibrierrelation unter mehreren in einer zweiten Kalibrierdatenbank abgespeicherten Kalibrierrelationen erfolgen, welche ausgehend vom ersten Spektrum am Besten zu der im Schritt (c) abgeleiteten Bodeneigenschaft führt. Es sind auch andere Vorgehensweisen möglich, z.B. eine einfache Anpassung der Parameter einer linearen Relation o.ä. Die Schritte (a) bis (d) können auf dem Feld durchgeführt werden, auf dem auch der Schritt (e) durchgeführt wird, oder an einer anderen Stelle, z.B. zu einem autorisierten Händler, der das optische Spektrometer zur Kalibrierung des Gammaspektrometers vorhält. Bei den Schritten (a) bis (d) kann eine Bodenprobe des Felds verwendet werden, auf dem das Gammaspektrometer schließlich genutzt werden soll, oder der an der jeweiligen Stelle vorhandene Boden. Schließlich werden auf einem Feld Spektren mit dem Gammaspektrometer aufgenommen und daraus mittels der abgeleiteten Kalibrierrelation Bodeneigenschaften bestimmt, die mit der Bodeneigenschaft der Schritte (c) und (d) identisch sind oder davon abweichen.
  • Auf diese Weise wird das optische Spektrometer, dessen Ergebnisse mit höherer Genauigkeit als die des Gammaspektrometers auf andere Felder übertragbar sind, zur Kalibrierung des Gammaspektrometers verwendet.
  • Die Bodeneigenschaft kann der Gehalt an organischen Materialien und/oder der pH-Wert und/oder der Gehalt an Kalk und/oder an Kalium und/oder an Magnesium und/oder die Korngröße und/oder die Textur (z.B. Ton, Sand oder Lehm) und/oder die Kationenaustauschfähigkeit sein.
  • Die abgeleitete Kalibrierrelation kann feldspezifisch abgespeichert und bei nachfolgenden Bearbeitungsvorgängen abgerufen werden. Bei den nachfolgenden Bearbeitungsvorgängen wird das optische Spektrometer demnach nicht mehr unbedingt benötigt.
  • Die im Schritt (e) ortsspezifisch ermittelte Bodeneigenschaft dient vorzugsweise zur Ermittlung einer veränderbaren Ausbringrate eines Materials auf das Feld.
  • Ausführungsbeispiel
  • In den Zeichnungen ist ein nachfolgend näher beschriebenes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt. Es zeigt:
  • 1 eine seitliche Ansicht einer Arbeitsmaschine mit einem Applikator zum Ausbringen von Material, einem optischen Spektrometer und einem Gammaspektrometer, und
  • 2 ein Flussdiagramm, nach dem die Rechnereinrichtung der Arbeitsmaschine vorgeht.
  • Die 1 zeigt eine seitliche Ansicht einer selbstfahrenden Arbeitsmaschine 10 in Form eines landwirtschaftlichen Traktors und eines an einem Dreipunktgestänge 14 der Arbeitsmaschine 10 angebauten Applikators 12 in Form einer Feldspritze. Die Arbeitsmaschine 10 baut sich auf einem tragenden Rahmen 16 auf, der sich auf lenkbaren Vorderrädern 18 und antreibbaren Hinterrädern 20 abstützt und eine Kabine 22 trägt, in der sich ein Bedienerarbeitsplatz 24 befindet. Der Bedienerarbeitsplatz 24 umfasst ein Lenkrad 26, einen Sitz 28, Pedale (nicht gezeigt) und ein virtuelles Terminal 30.
  • Das virtuelle Terminal 30 ist mit einer Datenübertragungseinrichtung 32 verbunden, die in der dargestellten Ausführungsform ein serieller Datenbus ist. Mit der Datenübertragungseinrichtung 32 ist weiterhin eine elektronische Rechnereinheit 34 der Arbeitsmaschine 10 und eine Kontrolleinheit 36 des Applikators 12 verbunden. Die Rechnereinheit 34, die Kontrolleinheit 36 und das virtuelle Terminal 30 tauschen während des Betriebs der Arbeitsmaschine 10 über die Datenübertragungseinrichtung 32 Botschaften untereinander aus. An der Datenübertragungseinrichtung 32 sind weiterhin ein optisches Spektrometer 38 und ein Gammaspektrometer 40 angeschlossen, die mit der Rechnereinheit 34 über die Datenübertragungseinrichtung 32 kommunizieren. Das hier verwendete Protokoll entspricht vorzugsweise der ISO 11783.
  • Der Applikator 12 umfasst einen Tank 42, aus dem eine Pumpe 44 Flüssigkeit entnehmen kann, das sie über an einem Balken 46 angebrachte Düsen 48 auf dem Feld verteilt. Bei der Flüssigkeit kann es sich um beliebiges Material handeln, insbesondere Flüssigdünger oder andere Chemikalien zur Verbesserung der Fertilität des Bodens, z.B. eine Kalklösung. Die Pumpe 44 wird durch einen Elektromotor 50 angetrieben, dessen Drehzahl durch die Kontrolleinheit 36 in Abhängigkeit von den Signalen eines oder beider der Spektrometer 38, 40 gesteuert wird, um die Ausbringrate zu variieren.
  • Die Rechnereinheit 34 umfasst einen Mikroprozessor 52, einen Arbeitsspeicher 54, eine erste Kalibrierdatenbank 56 und eine zweite Kalibrierdatenbank 58, deren Funktion weiter unten erläutert werden.
  • Das optische Spektrometer 38 arbeitet im infraroten und/oder sichtbaren Wellenlängenbereich und erzeugt ein Spektrum des Erdbodens unter ihm, wobei vorzugsweise unter Verwendung einer eigenen Lichtquelle Messdaten der Reflektanz des Erdbodens an einer beliebigen Zahl unterschiedlicher Lichtwellenlängen bereitgestellt werden. Hierzu sei auf den eingangs erwähnten Stand der Technik (T. Grau et al.) verwiesen. Analog erfasst das Gammaspektrometer 40 Zerfallsprodukte von im Erdboden unter ihm zerfallenden Radionukleiden (z.B. 40K, 137Cs, 232Th, 235U und 238U), wozu beispielsweise ein Szintillator und ein Photodetektor Verwendung finden können (s. EP 1 223 436 A1 ). Das optische Spektrometer 38 und das Gammaspektrometer 40 sind vorzugsweise auf denselben Bereich oder nahe nebeneinander liegende Bereiche des Erdbodens ausgerichtet. Anders als dargestellt, können sie auch an den Erdboden öffnenden Scharen o.dgl. montiert werden, um besser mit dem Inneren des Erdbodens zusammenwirken und Oberflächeneffekte vermeiden zu können.
  • Die 2 zeigt ein Flussdiagramm, nach dem die Rechnereinheit 34 im Betrieb vorgeht. Nach dem Start im Schritt 100, bei der eine Initialisierung der Rechnereinheit 34 erfolgt, wird im Schritt 102 ein (erstes) Spektrum mit dem Gammaspektrometer 40 erfasst und im Arbeitsspeicher 54 der Rechnereinheit 34 abgelegt. Der Bediener kann diesen Vorgang über das virtuelle Terminal 30 auslösen, nachdem der die Arbeitsmaschine 10 an eine geeignete, nicht mit Pflanzen bedeckte Stelle des Feldes verbracht hat. Er wird auch über das virtuelle Terminal 30 über den Fortgang der Prozedur der 2 informiert. Das nun über einen hinreichend langen Zeitraum aufgenommene erste Spektrum enthält Daten hinsichtlich der Energie und Anzahl von aus dem Boden abgegebener γ-Photonen. Im nachfolgenden Schritt 104 wird mit dem optischen Spektrometer 38 ein zweites, optisches Spektrum aufgenommen und ebenfalls im Arbeitsspeicher 54 hinterlegt. Dieses zweite, optische Spektrum deckt den (nah-)infraroten und/oder sichtbaren Wellenlängenbereich ab und enthält Daten hinsichtlich der wellenlängenabhängigen Reflektanz des Erdbodens. Die Spektren der Schritte 102 und 104 werden, wie bereits dargelegt, an derselben oder nahe benachbarten Stellen des Erdbodens aufgenommen, wozu die Arbeitsmaschine 10, wenn nötig, nach der Aufnahme des ersten Spektrums vor- oder zurückgesetzt werden kann, um sicherzustellen, dass beide Spektren tatsächlich an derselben Stelle aufgenommen werden. Dazu kann über das virtuelle Terminal 30 eine entsprechende Anweisung an den Bediener gegeben werden, oder es erfolgt ein entsprechender, selbsttätiger Eingriff in die Vortriebssteuerung der Arbeitsmaschine 10.
  • Im folgenden Schritt wird anhand des zweiten, optischen Spektrums und der ersten Kalibrierdatenbank in an sich bekannter Weise eine Bodeneigenschaft ermittelt. Die erste Kalibrierdatenbank enthält dazu eine Anzahl an Spektren für verschiedene Böden und die zugeordnete Bodeneigenschaft. Die Spektren der ersten Kalibrierdatenbank werden mit dem zweiten Spektrum verglichen und das am Besten passende Spektrum ausgewählt. In der ersten Kalibrierdatenbank 56 sind demnach optische Spektren für unterschiedliche Böden und die jeweils zugehörige Bodeneigenschaft abgespeichert, welche zuvor durch Laboranalysen gewonnen wurden. Die diesem Spektrum zugehörige Bodeneigenschaft wird aus der ersten Kalibrierdatenbank entnommen. Bei dieser Bodeneigenschaft kann es sich insbesondere um den pH-Wert, den Gehalt an organischer Substanz und/oder an Kalk und/oder an Kalium und/oder an Magnesium und/oder die Korngröße und/oder die Textur (z.B. Ton, Sand oder Lehm) und/oder die Kationenaustauschfähigkeit handeln.
  • Es folgt der Schritt 108, in welchem eine Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer 40 evaluiert wird. Dazu kann aus einer Anzahl in der zweiten Kalibrierdatenbank 58 abgespeicherter γ-Spektren jenes ausgewählt werden, das am Besten zu der im Schritt 106 ermittelten Bodeneigenschaft passt und gleichzeitig am Besten zu dem im Schritt 102 im Arbeitsspeicher 54 abgespeicherten Spektrum passt. In der zweiten Kalibrierdatenbank 58 sind demnach γ-Spektren für unterschiedliche Böden und die jeweils zugehörige Bodeneigenschaft abgespeichert, welche zuvor durch Laboranalysen gewonnen wurden. Dadurch ist sichergestellt, dass im Schritt 108 jene Kalibrierrelation aus der zweiten Datenbank 58 entnommen wird, welche am Besten mit dem jeweiligen Boden zusammenpasst.
  • Nun kann die Arbeitsmaschine 10 über das Feld bewegt werden, um das Material aus dem Tank 42 zu verteilen. Es folgt der Schritt 110, in dem abgefragt wird, ob die Arbeitsmaschine 10 sich noch auf demselben Feld befindet, auf dem die Schritte 102 bis 108 durchgeführt wurden. Ist das nicht der Fall, folgt wieder der Schritt 102, anderenfalls der Schritt 112, in dem ein neues γ-Spektrum mit dem Gammaspektrometer 40 aufgenommen wird. Im Schritt 114 wird anhand des γ-Spektrums des Schritts 112 und der Kalibrierrelation aus dem Schritt 108 eine Bodeneigenschaft bestimmt, bei welcher es sich um dieselbe Bodeneigenschaft wie in den Schritten 106 und 108 und/oder um eine beliebige, andere Bodeneigenschaft handeln kann, die aus dem γ-Spektrum des Schritts 112 abgeleitet werden kann, wie dem Gehalt an Ton, Lehm oder chemischen Elementen wie Mg, Ca oder NO3 oder N oder die Korngröße. Hierbei können insbesondere die Nährstoffe im Vordergrund stehen, wie makroskopische Nährstoffe (z.B. Stickstoff, Phosphor und/oder Kalium), mikroskopische Nährstoffe (z.B. Magnesium, Schwefel, Bor, Mangan etc.) und/oder die organische Masse. Aus dieser Bodeneigenschaft oder diesen Bodeneigenschaften wird dann im Schritt 116 eine Ausbringrate für den Applikator 12 ermittelt und dessen Kontrolleinheit 36 angesteuert.
  • Es ist erkennbar, dass in den Schritten 110 bis 116 das optische Spektrometer 38 nicht mehr benötigt wird. Es kann demnach nach erfolgter Kalibrierung des Gammaspektrometers 40 von der Arbeitsmaschine 10 abgebaut und für andere Zwecke verwendet werden. Alternativ werden in den Schritten 110 bis 116 zusätzlich optische Spektren zur Ermittlung der Ausbringrate des Applikators verwendet. Da die Kalibrierung des Gammaspektrometers 40 nur bodenabhängig erfolgt und der Boden sich mit der Zeit nicht ändert, kann die im Schritt 108 ermittelte Kalibrierrelation auch für spätere (nächstjährige) Ausbringvorgänge abgespeichert und dann wieder verwendet werden, ohne dass eine neue Kalibrierung erforderlich wäre. Dazu kann die im Schritt 108 ermittelte Kalibrierrelation georeferenziert abgespeichert werden. Für sehr große Felder, auf denen eine Variation der Bodenarten zu erwarten ist, können die Schritte 102 bis 108 an hinreichend vielen Orten durchgeführt und die in den Schritten 108 ermittelten Kalibrierrelationen georeferenziert abgerufen werden.
  • Es ist anzumerken, dass die Schritte 102 bis 108 nicht unbedingt auf dem Feld stattfinden müssen, auf dem die Schritte 110 bis 116 durchgeführt werden. Es wäre demnach möglich, die Arbeitsmaschine 10 ohne optisches Spektrometer 34 zu einer beliebigen Stelle zu verbringen, z.B. zu einer einen Kalibrierdienst anbietenden Händlerwerkstatt, und dort das optische Spektrometer 38 temporär an die Rechnereinheit 34 anzuschließen. Dann werden die Schritte 102 bis 108 mit einer Bodenprobe des Feldes oder einer anderen Bodenprobe durchgeführt. Anschließend erfolgen die Schritte 110 bis 116 auf einem beliebigen, zu düngenden Feld.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
  • Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
  • Zitierte Patentliteratur
    • EP 1223436 A1 [0003, 0021]
  • Zitierte Nicht-Patentliteratur
    • T. Grau et al., Estimation of Soil Parameters using VIS-NIR Spectroscopy – Challenges and Chances, Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, EGU2013-9624, 2013 [0004]
    • ISO 11783 [0018]

Claims (9)

  1. Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers (40) zur Erfassung von Bodeneigenschaften, mit folgenden Schritten: (a) Erfassen eines ersten Spektrums einer Bodenprobe mit einem Gammaspektrometer (40), (b) Erfassen eines zweiten Spektrums derselben Bodenprobe mit einem optischen, im Nahinfrarot und/oder im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitenden Spektrometer (38), (c) Ableiten wenigstens einer Bodeneigenschaft aus dem zweiten Spektrum, (d) Ableiten einer Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer (40) anhand der ermittelten Bodeneigenschaft und des ersten Spektrums, und (e) anschließendes Ermitteln von mindestens einer, mit der Bodeneigenschaft der Schritte (c) und (d) identischen oder davon verschiedenen Bodeneigenschaft anhand von auf einem Feld aufgenommenen Spektren des Gammaspektrometers (40) mittels der abgeleiteten Kalibrierrelation.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei im Schritt (c) die Bodeneigenschaft aus dem Spektrum des optischen Spektrometers (38) anhand einer ersten Kalibrierdatenbank (56) ermittelt wird, in welcher unterschiedliche Spektren und/oder daraus abgeleitete Größen und zugehörige Bodeneigenschaften abgelegt sind.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei im Schritt (d) die Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer (40) durch Auswahl jener Kalibrierrelation unter mehreren in einer zweiten Kalibrierdatenbank (58) abgespeicherten Kalibrierrelationen erfolgt, welche ausgehend vom ersten Spektrum am Besten zu der im Schritt (c) abgeleiteten Bodeneigenschaft führt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Bodeneigenschaft der Gehalt an organischen Materialien und/oder der pH-Wert und/oder der Gehalt an Kalk und/oder an Kalium und/oder an Magnesium und/oder die Korngröße und/oder die Textur und/oder die Kationenaustauschfähigkeit ist.
  5. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die abgeleitete Kalibrierrelation feldspezifisch abgespeichert und bei nachfolgenden Bearbeitungsvorgängen abgerufen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die im Schritt (e) ortsspezifisch ermittelte Bodeneigenschaft zur Ermittlung einer veränderbaren Ausbringrate eines Materials verwendet wird.
  7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei die Schritte (a) bis (d) auf dem Feld durchgeführt werden, auf dem auch der Schritt (e) durchgeführt wird, oder an einer anderen Stelle, an welcher das optische Spektrometer (38) temporär mit der Rechnereinrichtung (34) verbunden wird.
  8. Landwirtschaftliche Arbeitsmaschine (10) mit einem Gammaspektrometer (40), einem optischen, im Nahinfrarot und/oder im sichtbaren Wellenlängenbereich arbeitenden Spektrometer (38) und einer Rechnereinrichtung (34), die betreibbar ist, (a) ein erstes Spektrum einer Bodenprobe mit dem Gammaspektrometer (40) zu erfassen, (b) von derselben Bodenprobe ein zweites Spektrum mit dem optischen Spektrometer (38) zu erfassen, (c) wenigstens einer Bodeneigenschaft aus dem zweiten Spektrum abzuleiten, (d) eine Kalibrierrelation für das Gammaspektrometer (40) anhand der ermittelten Bodeneigenschaft und des ersten Spektrums abzuleiten, und (e) anschließend mindestens eine, mit der Bodeneigenschaft der Schritte (c) und (d) identische oder davon verschiedene Bodeneigenschaft anhand von an anderen Stellen auf dem Feld aufgenommenen Spektren des Gammaspektrometers (40) mittels der abgeleiteten Kalibrierrelation zu ermitteln.
  9. Arbeitsmaschine (10) nach Anspruch 8, wobei die Arbeitsmaschine (10) mit einem Applikator (12) zum Ausbringen von Material versehen ist, der anhand der im Schritt (e) ermittelten Bodeneigenschaft ansteuerbar ist.
DE102013208680.6A 2013-05-13 2013-05-13 Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften Active DE102013208680B4 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013208680.6A DE102013208680B4 (de) 2013-05-13 2013-05-13 Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102013208680.6A DE102013208680B4 (de) 2013-05-13 2013-05-13 Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften

Publications (2)

Publication Number Publication Date
DE102013208680A1 true DE102013208680A1 (de) 2014-11-13
DE102013208680B4 DE102013208680B4 (de) 2022-03-03

Family

ID=51787574

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE102013208680.6A Active DE102013208680B4 (de) 2013-05-13 2013-05-13 Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE102013208680B4 (de)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP3437451A1 (de) 2017-08-02 2019-02-06 Deere & Company Spektrometeranordnung
DE102019202041A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und landwirtschaftliches Fahrzeug zur Flüssigkeitsaufbringung
US11419261B2 (en) 2018-06-25 2022-08-23 Deere & Company Prescription cover crop seeding with combine
DE102017204105B4 (de) 2017-03-13 2024-02-22 Deere & Company Anordnung zur Ermittlung einer Bodeneigenschaft unter Verwendung von Signalen unterschiedlicher Sensoren

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1223436A1 (de) 2001-01-16 2002-07-17 The Soil Company B.V. Messen der Eigenschaften eines zum Anbau bestimmten Feldes und Feststellung der Behandlungsparameter

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4580048A (en) 1983-08-31 1986-04-01 Mobil Oil Corporation System for measuring the natural gamma radiation of surface and subsurface formations

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1223436A1 (de) 2001-01-16 2002-07-17 The Soil Company B.V. Messen der Eigenschaften eines zum Anbau bestimmten Feldes und Feststellung der Behandlungsparameter

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
ISO 11783
T. Grau et al., Estimation of Soil Parameters using VIS-NIR Spectroscopy - Challenges and Chances, Geophysical Research Abstracts, Vol. 15, EGU2013-9624, 2013

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102017204105B4 (de) 2017-03-13 2024-02-22 Deere & Company Anordnung zur Ermittlung einer Bodeneigenschaft unter Verwendung von Signalen unterschiedlicher Sensoren
EP3437451A1 (de) 2017-08-02 2019-02-06 Deere & Company Spektrometeranordnung
DE102017213419A1 (de) 2017-08-02 2019-02-07 Deere & Company Spektrometeranordnung
US11320369B2 (en) 2017-08-02 2022-05-03 Deere & Company Agricultural sampling apparatus and system
US11419261B2 (en) 2018-06-25 2022-08-23 Deere & Company Prescription cover crop seeding with combine
DE102019202041A1 (de) * 2019-02-15 2020-08-20 Zf Friedrichshafen Ag Verfahren und landwirtschaftliches Fahrzeug zur Flüssigkeitsaufbringung

Also Published As

Publication number Publication date
DE102013208680B4 (de) 2022-03-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3097754B1 (de) Landwirtschaftliche arbeitsmaschine
EP2636292B1 (de) Anordnung und Verfahren zur Präzisionsaussaat von Saatkörnern
DE102016214554A1 (de) Verfahren zur Optimierung eines Arbeitsparameters einer Maschine zur Ausbringung von landwirtschaftlichem Material auf ein Feld und entsprechende Maschine
DE102016214553A1 (de) Anordnung zur Erfassung der Menge an Material in einem Vorratsbehälter einer Maschine zum Ausbringen von Material auf ein Feld
EP3400767B2 (de) Landwirtschaftliche arbeitsmaschine
DE102012201333A1 (de) Landwirtschaftliche Maschine mit einem System zur selbsttätigen Einstellung eines Bearbeitungsparameters und zugehöriges Verfahren
DE102013208680B4 (de) Verfahren zur Kalibrierung eines Gammaspektrometers zur Erfassung von Bodeneigenschaften
EP3165073A1 (de) Regel- oder steuersystem, landwirtschaftliche maschine
DE102018007303A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Verteilung von mittels einer Verteilmaschine ausgebrachten Verteilgutpartikeln
EP0751703B1 (de) Verfahren zur ermittlung von einstelldaten für einen schleuderdüngerstreuer
DE102015122148A1 (de) Landwirtschaftliche Verteilmaschine mit System zur Auswertung und Ausgabe der Verteilqualität
WO2020200967A1 (de) Vorrichtung und verfahren zum ermitteln einer elementzusammensetzung eines bodens
EP3409094B1 (de) Verfahren zum planen und/oder ausführen eines düngungsvorgangs
DE102011001042A1 (de) Transportable Vorrichtung zur Bereitstellung von bodenverbesserndem Material und Verfahren zum Betreiben einer Vorrichtung zur Bereitsstellung von bodenverbesserndem Material
DE102007026279B4 (de) Verfahren zur Steuerung der Arbeitstiefe und/oder -intensität eines Bodenbearbeitungsgerätes
DE102017204105B4 (de) Anordnung zur Ermittlung einer Bodeneigenschaft unter Verwendung von Signalen unterschiedlicher Sensoren
DE102012111142A1 (de) Schleuderstreuer
EP0240655A1 (de) Verfahren zur Bestimmung der Arbeitsbreite und der Streudichte bei Schleuderstreuern
DE102017101616A1 (de) Verfahren zum Ausbringen von Saatgut und Sämaschine
AT524930B1 (de) Verfahren zum Säen mittels einer Sämaschine
DE102005024395A1 (de) Verfahren zur Ermittlung der Qualität von landwirtschaftlichen Schüttgütern
EP0936853B1 (de) Fahrzeug und verfahren zur ausbringung von klärschlammfrischmasse oder anderen organischen düngemitteln
DE102022212490A1 (de) Verfahren zum Ermitteln einer Zustandsinformation bezüglich eines Zustands eines landwirtschaftlichen Arbeitswerkzeugs einer landwirtschaftlichen Arbeitsmaschine
DE102020214075A1 (de) Verfahren zum Steuern einer Einheit einer mobilen landwirtschaftlichen Vorrichtung
DE102018204895A1 (de) Verfahren zur Bestimmung eines Arbeitsparameters einer landwirtschaftlichen Maschine mit Bestimmung eines Wurzelhorizonts

Legal Events

Date Code Title Description
R012 Request for examination validly filed
R079 Amendment of ipc main class

Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: G01N0023060000

Ipc: G01N0023000000

R016 Response to examination communication
R018 Grant decision by examination section/examining division
R020 Patent grant now final