19.02.2026

Multispektral-Analysen– Drohnen in der Landwirtschaft

Datenauswertung
Lesedauer: 
7 Min.
Wie aus Drohnendaten präzise Applikationskarten und datenbasierte Entscheidungen für Düngung, Wachstumsregler und Pflanzenschutz werden

Multispektral-Kameras, wie z.B. an der DJI Mavic 3M, erfassen nicht nur ein typisches RGB-Bild, sondern verschiedene Reflexionswerte in mehreren schmalen Spektralbändern. In Kombination mit radiometrischer Kalibrierung entstehen daraus objektive Datengrundlagen, mit denen sich Pflanzenbestände flächendeckend bewerten und Maßnahmen gezielt ableiten lassen, bis hin zur Applikationskarte für Maschinen und Spot-Spraying.

Was messen Multispektralkameras?

Normale RGB-Bilder zeigen, wie etwas mit dem bloßen Auge aussieht. Multispektral-Kameras messen, wie Pflanzen Licht in definierten Wellenlängenbereichen reflektieren. Das ist wichtig, weil Pflanzen je nach Zustand (Wachstum, Stress, Nährstoffversorgung, Wasser, Krankheit) ihr Reflexionsverhalten verändern. Dies geschieht teils lange bevor Symptome im Feld mit dem bloßen Auge sichtbar werden.

 

Typische Spektralbänder und deren Aussagekraft:
  • Rot: Das rote Spektralband wird von Chlorophyll stark absorbiert und eignet sich daher gut, um Unterschiede in der Pflanzenvitalität sichtbar zu machen.
  • Red-Edge: Das Red-Edge-Band reagiert sehr empfindlich auf Veränderungen im Chlorophyllgehalt und kann frühe Stressreaktionen im Bestand anzeigen.
  • NIR (Nahinfrarot): Das Nahinfrarotband wird stark durch die Blatt- und Zellstruktur beeinflusst und ist deshalb besonders aussagekräftig für Biomasse- und Vitalitätsmuster.
  • Grün: Das grüne Spektralband ergänzt die Vegetationsanalyse und wird häufig genutzt, um Bestände besser abzugrenzen und die Auswertung durch Maskierung bzw. Segmentierung zu unterstützen.

Von Reflexionswerten zu Indizes: NDVI und NDRE

Aus den radiometrisch kalibrierten Spektralbändern lassen sich im weiteren Verlauf Vegetationsindizes berechnen. Diese Indizes verdichten die Messwerte zu Kennzahlen, mit denen sich Bestände einfach vergleichen und flächig bewerten lassen. In der Praxis haben sich dabei besonders die beiden folgenden bewährt: NDVI und NDRE.

Der NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) ist ein etablierter Standard zur flächendeckenden Bewertung von Pflanzenvitalität und Biomasse. Er eignet sich sehr gut, um Zonen im Schlag abzugrenzen, Bestandsdichten zu beurteilen und die Entwicklung über mehrere Termine zu verfolgen.

Der NDRE (Normalized Difference Red Edge) nutzt statt des roten Bandes das Red-Edge-Band und bleibt dadurch bei dichten Beständen häufig sensibler. Er ist besonders hilfreich, um feine Unterschiede im Bestand zu erkennen und so frühe Stressreaktionen sichtbar zu machen. Zudem wird der NDRE oft als besserer Indikator genutzt, wenn es um chlorophyllbezogene Fragestellungen geht, die in der Praxis häufig mit der Stickstoffversorgung zusammenhängen.

Wichtig ist: Diese Vegetationsindizes liefern robuste, wiederholbare Muster, mit denen sich Unterschiede objektivquantifizieren und über Zeitpunkte hinweg vergleichbar auswerten lassen.

Anwendungsbeispiele in der Praxis

Mit Multispektral-Auswertungen lassen sich u. a. folgende Themen frühzeitig und flächendeckend erkennen & bewerten:

  • Pflanzenvitalität & Bestandsunterschiede, z.B. Wuchs, Dichte, Entwicklung
  • Stresszonen, z.B. Wasser- und/oder Nährstoffmangel
  • Invasive Arten / Verunkrautung (je nach Kultur und Messzeitpunkt)
  • Auflaufschäden, Fahrgassenprobleme & Teilflächenanomalien
  • Frühindikatoren für Krankheiten/Schädlingsbefall

Das Ergebnis dieser Auswertungen ist eine Zonenkarte, die auf den erhobenen Messdaten basiert.

Im nächsten Schritt erfolgt die Übersetzung der Zonenkarte in eine Applikationskarte, welche für alle weiteren Schritte, wie z.B. die punktuelle Ausbringung von Pestiziden zur Eindämmung des Schädlings- oder Unkrautbefalls eines betroffenen Areals, verwendet werden kann.

Von der Zonenkarte zur Applikationskarte

Workflow in der Praxis:

  • Datenaufnahme durch Drohnenflug (ca. 12 Hektar Fläche können pro Stunde erfasst werden)
  • Datenauswertung (Indexberechnung (NDVI/NDRE usw.), Zonierung / Klassifizierung)
  • Ableitung der Applikationslogik, z.B. weniger/mehr Nährstoff je Zone, Wachstumsregler nach Biomasse, Pflanzenschutz als Spot-Flächen statt Vollfläche, etc.
  • Export als Applikationskarte im passenden Format zur Durchführung gezielter Maßnahmen

Spot-Spraying ist dabei eine besonders interessante Möglichkeit:
Statt die Behandlung der Vollfläche mit Pestiziden/Fungiziden werden nur die Bereiche behandelt, die eine Behandlung benötigen. Voraussetzung hierfür ist allerdings, dass das Entwicklungsstadium der Pflanzen und die verwendete Technik zusammenpassen.

Konkreter Praxisnutzen
  • Ertragszonen präzise abgrenzen und über die Saison verfolgen
  • Teilflächenspezifische Düngung / Wachstumsregler statt Einsatz auf der gesamten Fläche
  • Spot-Spraying statt Vollfläche: Applikationskarten für punktgenaue Einsätze
  • Frühwarnung bei Krankheiten/Schädlingsbefall und Auflaufschäden

 

Vorteile
  • Präzisere Applikation von Nähr- und Pflanzenschutzmitteln
  • Geringere Inputkosten, z.B. durch weniger und dafür gezielteren Einsatz von Dünge- und Pflanzenschutzmitteln
  • Weniger Streuverluste
  • Stabilere Erträge durch gezieltere Bestandsführung
  • Nachvollziehbare Dokumentation, z.B. Erträge über Jahre hinweg
  • Skalierbarkeit: gleiche Methodik über viele Schläge, verschiedene Saisonen und Kulturen

Fazit

Multispektralanalysen liefern in der Landwirtschaft einen klaren Mehrwert, weil sie Flächen mit beginnendem Stress oder Entwicklungsrückstand frühzeitig erkennen und räumlich präzise abgrenzen. So können gezielte Maßnahmen rechtzeitig umgesetzt werden, bevor Ertrag und Qualität messbar beeinträchtigt werden.

Aus kalibrierten Reflexionsdaten entstehen Indizes wie NDVI und NDRE, mit denen sich Vitalität, Biomasse und Stresszonen flächendeckend erfassen lassen. Dadurch werden Unterschiede im Schlag früh erkannt, sauber abgegrenzt und als Managementzonen oder direkt als Applikationskarten nutzbar.

Der praktische Effekt ist spürbar:

gezieltere Düngung und Wachstumsregler, Spot-Spraying statt Vollfläche, weniger Streuverluste und eine bessere Priorisierung von Kontrollen im Feld. Das reduziert Inputkosten, erhöht die Treffsicherheit von Maßnahmen und stabilisiert Erträge. Zudem entsteht dadurch eine belastbare Datengrundlage, die zur stichhaltigen Dokumentation von Ernteerträgen & Betriebsauswertungen verwendet werden kann.

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