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Forschungs- und Innovationsprojekt
Einsatz von Ortungssystemen bei Weidetieren

Das neu entwickelte GPS-GSM Ortungssystem dient der Optimierung des Managements von Weidetieren. Es dokumentiert automatisch die Standorte der Tiere, zeigt in Echtzeit deren aktuelle Position und unterstützt damit den Hirten bei der Tiersuche oder sendet Warnmeldungen. Künftig werden auch weitere Informationen z. B. zum Tierverhalten oder zur Tiergesundheit für den Landwirt verfügbar sein.
GPS-GSM-OrtungssystemZoombild vorhanden

GPS-GSM-Ortungssystem
Tierortung wird bereits seit mehreren Jahrzehnten mit verschiedenen Techniken praktiziert. Seit der Möglichkeit der Nutzung von globalen Navigationssystemen (in der Praxis wird bisher meist GPS angewendet) für zivile Zwecke wurde neuerlich weltweit verstärkt an Ortungssystemen für verschiedene Tierarten gearbeitet. Aus diesem Grund wurde am Institut für Landtechnik und Tierhaltung der LfL im Rahmen des Innovationsförderungsprogramms des Bundesministeriums für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL) das Projekt „GPS-Weidemanagementsystem“ (mehr zum Projekt siehe unten) zur Entwicklung eines Prototyps des GPS-GSM Ortungssystems zur Erleichterung und Verbesserung des Weidemanagements speziell für die alpinen Regionen erfolgreich durchgeführt. Im Rahmen des aktuellen Projektes „GPS-Weide-2“ soll das Ortungssystem finalisiert und evaluiert werden, sodass eine marktreife Serie des Produktes entsteht und somit das vorhandene Potenzial zur Optimierung des Tier- und Weidemanagements erstmals von den Landwirten genutzt werden kann.

Einsatz von Ortungssystemen bei Rindern in der Almwirtschaft

Hintergrund

Positionsbestimmungssysteme mit Fokus auf die Ortung von Tieren wurden aufgrund der bisher relativ hohen Anschaffungskosten und dem hohen Stromverbrauch, der zu kurzen Betriebszeiten führt, vor allem im Bereich der Forschung angewendet. Dank einer weiten Verbreitung von Navigationssystemen mit der daraus resultierenden Kostenreduktion für GPS Ortungssysteme sind jetzt jedoch neue Einsatzgebiete denkbar. Als Einsatzgebiete sind z. B. im Alpenraum weitläufige, meistens extensiv bewirtschaftete Weideflächen mit sehr hoher Artenvielfalt – sogenannte Almen (oder Alpen) - prädestiniert. Auf den Almen bindet die Arbeit mit den dort weidenden Tieren, konkret die tägliche Tierkontrolle und Tiersuche einen großen Teil des gesamten Arbeitszeitaufwands und vor allem die Tiersuche kann im Extremfall den ganzen Tag in Anspruch nehmen. Hier kann ein Ortungssystem die Arbeit erheblich vereinfachen und die Arbeitszeit reduzieren und planbarer machen.

Zielsetzung

Ziel des Projekts „GPS-Weide-2“ ist daher, zusammen mit dem Verbundpartner der Firma Blaupunkt Telematics GmbH, die Weiterentwicklung und schließlich die Finalisierung des GPS-GSM Ortungssystems zur Optimierung des Managements von Weidetieren vor allem unter alpinen Bedingungen. Das Ortungssystem soll mithilfe spezieller Softwareanwendungen z. B. automatisch die Standorte der Tiere dokumentieren, den Landwirt/Hirten bei der Tiersuche unterstützen oder Warnmeldungen senden, wenn sich das Tier etwa außerhalb des zu beweidenden Areals befindet. Somit soll das belegte Arbeitsoptimierungs- und Arbeitszeiteinsparpotential für den Landwirt realisiert werden.

Im Rahmen des Projekts werden darüber hinaus folgende zusätzliche Arbeiten durchgeführt:

  • Implementierung sogenannter Entscheidungsunterstützungssysteme wie z. B. der Geofencing Funktion (Monitoring des Weideareals) oder Darstellung der Weidenutzung anhand der Aufenthaltsorte der Tiere mithilfe der GPS Daten.
  • Untersuchungen zum Tierverhalten auf der Weidefläche anhand von GPS und Sensordaten, wie z. B. Akzelerometerdaten. Ziel ist es dabei, eine fundierte Datengrundlage zu gewinnen, mit der in Zukunft an der Entwicklung von Algorithmen gearbeitet werden kann, die z. B. eine automatische Brunsterkennung oder ein Gesundheitsmonitoring der Weidetiere ermöglichen.
  • Eine detaillierte Arbeitszeiterfassung mit Datenauswertung auf Almen, auf denen das neu entwickelte Ortungssystem getestet wird. Ziel dieses Arbeitspakets ist es, ein mögliches Arbeitszeiteinsparpotenzial durch den Einsatz eines Ortungssystems zu verifizieren und weitere Vorteile der Nutzung des Systems für den Landwirt zu erkennen.

Bisherige Ergebnisse

Entwicklung des GPS-GSM Ortungssystems

Gehäuseprototyp von Blaupunkt TelematicsZoombild vorhanden

Gehäuseprototyp von Blaupunkt Telematics
Basierend auf den bisher gesammelten Erfahrungen aus mehreren Weidesaisonen und Entwicklungsperioden wurde ein neues Gehäuse für das Ortungssystem der Firma Blaupunkt Telematics konzipiert und gefertigt. Dies ist wesentlich kleiner im Vergleich zu den Gehäuseprototypen I und II und benötigt kein Gegengewicht (siehe Abbildungen). Weiterhin wurden neue, leistungsfähigere Batterien eingesetzt um somit die Funktionalität des Ortungssystems über die gesamte Weideperiode gewährleisten zu können.

Implementierung der Entscheidungsunterstützungssysteme

GPS-PositionsdatenZoombild vorhanden

GPS-Positionsdaten
Das neu entwickelte Ortungssystem ermöglicht es u. a., die aktuelle Position des Tieres auf einer Karte, aber auch Informationen über Bewegungsprofile einzelner Tiere über längere Perioden anzuzeigen und somit anschauliche Informationen z. B. zur Unter- oder Überbeweidung einzelner Areale zu liefern.

Entwicklung von Algorithmen zur Erkennung des Tierverhaltens

Die Ortungssysteme der Firma Blaupunkt Telematics erfassen neben der GPS-Position auch Messwerte eines Beschleunigungssensors und eines Magnetometers. Diese Werte wurden für die Algorithmenentwicklung bezüglich der wichtigsten Verhaltensmerkmale für das Tier- und Weidemanagement, nämlich Grasen, Wiederkauen und Liegen analysiert. Der entwickelte Klassifizierungsalgorithmus resultierte in einer mittleren bis sehr hohen Sensitivität und Spezifität für die erwähnten Verhaltensmerkmale. Diese ersten Ergebnisse werden durch eine geplante Sensorfusion (kombinierte Nutzung der Daten eines Beschleunigungssensors, Magnetometers und GPS-Empfängers) ggf. weiter optimiert werden können. Für den praktischen und dauerhaften Einsatz dieser Technologien im Weidebetrieb bestehen jedoch hohe Ansprüche an die Akkulaufzeit, die Datenübertragungsrate und auch das Datenmanagement.

Arbeitszeiterfassung

Die Arbeitszeiterfassung und die Analyse der Bewegungsprofile der Hirten hat folgende Ergebnisse geliefert: die tägliche Tierkontrolle erfordert im Durchschnitt ca. 70 % der Arbeitszeit auf bayerischen Jungviehalmen und die Tiersuche hat im Extremfall den ganzen Tag in Anspruch genommen. Beide Tätigkeiten sind sehr zeitaufwändig und bieten daher das größte Potenzial zur Arbeitszeitersparnis durch den Einsatz eines Ortungssystems. Die Tätigkeit Tiersuche kann aufgrund der Nutzung des Ortungssystems komplett entfallen.

Weiterführende Informationen

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Projektinformation
Projekttitel: „Finalisierung des GPS- und GSM- gestützten Ortungssystems mit Softwareanwendungen für Rinder auf Almen und Weiden“
Projektleitung: Stefan Thurner
Projektbearbeitung: Dr. Jan Maxa
Kooperationspartner: Blaupunkt Telematics GmbH
Laufzeit: 2016-2018
Finanzierung: Bundesministerium für Ernährung und Landwirtschaft (BMEL)
Projektträger: Bundesanstalt für Landwirtschaft und Ernährung (BLE)
Förderkennzeichen: 2813IP013