Nachweis der Welke an Rebstöcken

Einer der Milbenschädlinge an Weintrauben ist die Weinbergsraupe. Infizierte Blätter entwickeln kleine Beulen, die sich auch farblich leicht von gesunden Blättern unterscheiden.

Hier sind einige Bilder davon:

Das geschulte Auge kann diese Krankheit leicht an einer einzelnen Rebe erkennen. Wenn es sich um eine große Fläche handelt, reicht es leider nicht aus, nur einen oder zwei Teile zu untersuchen, da dort vielleicht keine Infektion vorliegt, diese aber in anderen Teilen der Plantage schwere Schäden verursachen kann. Alle paar Tage durch den gesamten Weinberg zu gehen, ist eine sehr zeitaufwändige und teure Aufgabe.

Hier kommt das maschinelle Sehen ins Spiel. Lassen Sie ein kleines automatisiertes Fahrzeug oder eine billige Drohne die regelmäßige Kartierung vornehmen, und die maschinelle Bildverarbeitung wird Ihnen automatisch zeigen, welcher Teil des Weinbergs befallen ist, welche Sorte und wie stark.

Das folgende kleine Programm verwendet Python und OpenCV. Die Bilder wurden in meinem eigenen Garten aufgenommen.

1. Wir nehmen die RGB-Bilder und wandeln sie zunächst in den HSV-Farbraum um. Das sieht dann aus wie Falschfarben, ist aber leichter zu bearbeiten.
2. Dann heben wir die Blätter hervor – also die grüne Farbe.
3. Dann wandeln wir dies in ein Graustufenbild mit einer Ebene um.
4. Dann glätten wir das Histogramm des Bildes. Dies ergibt ein kontrastreicheres Bild.
5. Dann schneiden wir das Bild bei einer bestimmten Farbe aus und erhalten ein binäres Blatt/Hintergrund-Bild. Diese enthält immer noch eine Menge Rauschen.
6. Dieses wird mit einer Iteration von Erode-Dilate entfernt und wir erhalten eine Maske der Blätter. Alles, was sonst noch zu beachten ist, wird nur hier benötigt.
7. Nun markieren wir die Verfärbung der Hantel aus dem HSV-Bild, das wir zu Beginn erstellt haben. Leider ist dies nur der Bereich des Hintergrunds und der Äste. Das bedeutet, dass sie allein nicht viel nützt.
8. Und hier setzen wir die Maske ein. Mit der Maske blenden wir den Hintergrund vollständig aus.
9. Das Ergebnis sind kleine Kreise, die den Befall mit Röhrenwürmern anzeigen.
10. Indem wir die von Röhrenwürmern befallenen Bereiche und den Anteil der grünen Bereiche zählen, haben wir nun eine allgemeine Vorstellung davon, wie befallen das Gebiet ist.

Und das alles zeige ich euch in ein paar Bildern.

Wenn viele Hektar Land alle paar Tage fotografiert werden und das oben beschriebene Verfahren die Befallsrate pro Bild bestimmt und diese dann auf eine Karte übertragen wird, kann man sehen, wo die Krankheit ausgebrochen ist. Wenn man also die ersten Befallsherde früh genug erwischt und gezielt nur dort sprüht, braucht man vielleicht nur 10-15% der Gesamtfläche zu besprühen.

Wenn man dann noch Wetterdaten und Vorhersagen hinzunimmt, kann man noch optimaler bestimmen, welche Flächen man besprüht und wie man sie besprüht, um die Rebe möglichst kosteneffizient einzusetzen.