Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Erfolgreiche Feldversuche der TU München - Mathematiker entwickeln Algorithmus zur Flurbereinigung

07.08.2013
Die Flurbereinigung ist kompliziert und birgt reichlich Konfliktpotential, wenn zum Beispiel Landwirte mit der Bodenqualität der zu tauschenden Felder nicht zufrieden sind.

An der Technischen Universität München (TUM) haben die Mathematiker Prof. Peter Gritzmann und Dr. Steffen Borgwardt sowie Prof. Andreas Brieden von der Universität der Bundeswehr ein mathematisches Verfahren zur Erleichterung der Flurbereinigung im Landwirtschaftlichen Raum entwickelt.


Höhere Wirtschaftlichkeit durch Flurbereingung: Flächenverteilung vorher (links) und nachher (rechts)
Prof. Dr. Peter Gritzmann / TUM

Hierfür wurden sie im Juli in Rom mit dem „Euro Excellence in Practice Award” der Association of European Operational Research Societies (EURO) ausgezeichnet.

Mit einer speziellen Software ermöglicht das Team um Prof. Gritzmann den freiwilligen Pacht- und Nutzungstausch von landwirtschaftlichen Flächen in bislang unerreichter Qualität und Effizienz. Zunächst werden die verschiedenen Ackerflächen eingefärbt und so den jeweiligen Besitzern zugeordnet. „Die Software kann mit Hilfe unserer Algorithmen nun die Ackerflächen den Landwirten neu zuordnen und somit die Flur perfekt aufräumen“, erklärt Gritzmann. Ein Mausklick und die Software errechnet innerhalb weniger Sekunden eine optimale Feldaufteilung, und aus dem bunten Flickenteppich entsteht ein nach Farben sortiertes Bild.

In der Berechnung bereits berücksichtigt sind unter anderem die verschiedenen Bodenqualitätsstufen, EU-Subventionen oder Wünsche der Landwirte. „Der Vorteil der neuen Flurverteilung liegt in der Wirtschaftlichkeit. Die Landwirte können ihre Felder effizienter bewirtschaften, Fahrtkosten und auch den CO2-Ausstoß reduzieren.“

Das Prinzip der Flurbereinigung ist nicht neu. Bereits König Ludwig II schuf das „Gesetz die Flurbereinigung betreffend“. Anders als in klassischen Verfahren wird in der neueren Initiative des Bayerischen Staatsministeriums für Ernährung, Landwirtschaft und Forsten aber auf Eigentumsveränderungen verzichtet. Lediglich das Recht zur Bewirtschaftung wird getauscht. Was sich so einfach anhört, ist allerdings mathematisch extrem aufwändig.

„Wenn nur zehn Landwirte mit insgesamt 300 Feldern mitmachen, gibt es 10 hoch 300 verschiedene mögliche Zuordnungen.“ Die Zahl der Atome im bekannten Universum liegt im Vergleich bei nur bescheidenen 10 hoch 78. Um diese enorme Zahl an Möglichkeiten in den Griff zu bekommen und so die Rechenzeit gering zu halten, beruht das Verfahren auf ausgeklügelten mathematischen Ideen der algorithmischen Geometrie und Optimierung. Die Schwerpunkte aller Felder der Landwirte werden dabei – anschaulich gesprochen – so weit wie möglich auseinander geschoben, so dass die Felder eines Landwirts möglichst nah aneinander liegen und weit von den fremden Feldern entfernt sind.

In der praktischen Umsetzung erhält der Tausch auch noch eine starke „gruppendynamisch-soziologische“ Komponente. Zu Beginn bringt jeder Landwirt – menschlich völlig verständlich – nur seine schlechteren Flächen ein. Hierdurch ist natürlich der Rahmen für Verbesserungen begrenzt. Daher wurde ein „Tauschtool“ entwickelt, mit dem die beteiligten Landwirte in Echtzeit am Computer die ökonomischen Auswirkungen ihrer Entscheidungen „spielerisch erfahren“ können. Hierdurch fassten die beteiligten Landwirte Vertrauen und brachten mehr und mehr Felder ein. Im Ergebnis konnte so eine Reduktion der Bewirtschaftungskosten von bis zu 30 Prozent erzielt werden.

Aber nicht nur Zuordnungen von Feldern können so berechnet werden. In jüngeren Projekten hat Dr. Borgwardt das Verfahren erfolgreich auch auf die Neuordnung von Waldflächen angewandt.

Für seine grundlegenden theoretischen Arbeiten zur algorithmischen Konvexgeometrie war Prof. Gritzmann bereits mit dem Max-Planck-Forschungspreis ausgezeichnet worden. Die Association of European Operational Research Societies würdigte Ende Juli nun das Team um den Garchinger Professor mit dem „Euro Excellence in Practice Award”.

Kontakt:
Prof. Dr. Peter Gritzmann
Lehrstuhl für Angewandte Geometrie und Diskrete Mathematik
Technische Universität München
Boltzmannstr. 3, 85747 Garching, Germany
Tel.: +49 89 289 16858
E-Mail: Gritzmann@tum.de

Dr. Ulrich Marsch | Technische Universität München
Weitere Informationen:
http://www-m9.ma.tum.de/

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Die smarte klassische Landhausvilla
28.11.2016 | Bau-Fritz GmbH & Co. KG, seit 1896

nachricht Kleinbauern setzen verstärkt auf Monokulturen
10.11.2016 | Georg-August-Universität Göttingen

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Greifswalder Forscher dringen mit superauflösendem Mikroskop in zellulären Mikrokosmos ein

Das Institut für Anatomie und Zellbiologie weiht am Montag, 05.12.2016, mit einem wissenschaftlichen Symposium das erste Superresolution-Mikroskop in Greifswald ein. Das Forschungsmikroskop wurde von der Deutschen Forschungsgemeinschaft (DFG) und dem Land Mecklenburg-Vorpommern finanziert. Nun können die Greifswalder Wissenschaftler Strukturen bis zu einer Größe von einigen Millionstel Millimetern mittels Laserlicht sichtbar machen.

Weit über hundert Jahre lang galt die von Ernst Abbe 1873 publizierte Theorie zur Auflösungsgrenze von Lichtmikroskopen als ein in Stein gemeißeltes Gesetz....

Im Focus: Durchbruch in der Diabetesforschung: Pankreaszellen produzieren Insulin durch Malariamedikament

Artemisinine, eine zugelassene Wirkstoffgruppe gegen Malaria, wandelt Glukagon-produzierende Alpha-Zellen der Bauchspeicheldrüse (Pankreas) in insulinproduzierende Zellen um – genau die Zellen, die bei Typ-1-Diabetes geschädigt sind. Das haben Forscher des CeMM Forschungszentrum für Molekulare Medizin der Österreichischen Akademie der Wissenschaften im Rahmen einer internationalen Zusammenarbeit mit modernsten Einzelzell-Analysen herausgefunden. Ihre bahnbrechenden Ergebnisse werden in Cell publiziert und liefern eine vielversprechende Grundlage für neue Therapien gegen Typ-1 Diabetes.

Seit einigen Jahren hatten sich Forscher an diesem Kunstgriff versucht, der eine simple und elegante Heilung des Typ-1 Diabetes versprach: Die vom eigenen...

Im Focus: Makromoleküle: Mit Licht zu Präzisionspolymeren

Chemikern am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) ist es gelungen, den Aufbau von Präzisionspolymeren durch lichtgetriebene chemische Reaktionen gezielt zu steuern. Das Verfahren ermöglicht die genaue, geplante Platzierung der Kettengliedern, den Monomeren, entlang von Polymerketten einheitlicher Länge. Die präzise aufgebauten Makromoleküle bilden festgelegte Eigenschaften aus und eignen sich möglicherweise als Informationsspeicher oder synthetische Biomoleküle. Über die neuartige Synthesereaktion berichten die Wissenschaftler nun in der Open Access Publikation Nature Communications. (DOI: 10.1038/NCOMMS13672)

Chemische Reaktionen lassen sich durch Einwirken von Licht bei Zimmertemperatur auslösen. Die Forscher am KIT nutzen diesen Effekt, um unter Licht die...

Im Focus: Neuer Sensor: Was im Inneren von Schneelawinen vor sich geht

Ein neuer Radarsensor erlaubt Einblicke in die inneren Vorgänge von Schneelawinen. Entwickelt haben ihn Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) um Dr. Christoph Baer und Timo Jaeschke gemeinsam mit Kollegen aus Innsbruck und Davos. Das Messsystem ist bereits an einem Testhang im Wallis installiert, wo das Schweizer Institut für Schnee- und Lawinenforschung im Winter 2016/17 Messungen damit durchführen möchte.

Die erhobenen Daten sollen in Simulationen einfließen, die das komplexe Geschehen im Inneren von Lawinen detailliert nachbilden. „Was genau passiert, wenn sich...

Im Focus: Neuer Rekord an BESSY II: 10 Millionen Ionen erstmals bis auf 7,4 Kelvin gekühlt

Magnetische Grundzustände von Nickel2-Ionen spektroskopisch ermittelt

Ein internationales Team aus Deutschland, Schweden und Japan hat einen neuen Temperaturrekord für sogenannte Quadrupol-Ionenfallen erreicht, in denen...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Von „Coopetition“ bis „Digitale Union“ – Die Fertigungsindustrien im digitalen Wandel

02.12.2016 | Veranstaltungen

Experten diskutieren Perspektiven schrumpfender Regionen

01.12.2016 | Veranstaltungen

Die Perspektiven der Genom-Editierung in der Landwirtschaft

01.12.2016 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Parkinson-Krankheit und Dystonien: DFG-Forschergruppe eingerichtet

02.12.2016 | Förderungen Preise

Smart Data Transformation – Surfing the Big Wave

02.12.2016 | Studien Analysen

Nach der Befruchtung übernimmt die Eizelle die Führungsrolle

02.12.2016 | Biowissenschaften Chemie