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Praxisbeispiel und aktuelle Herausforderungen

  • Intakte Böden sind das entscheidende Fundament für eine nachhaltige Pflanzenproduktion und damit die Grundlage von terrestrischen, bioökonomischen Wertschöpfungsketten. Die Bodenforschung steht vor der großen Herausforderung, die umfangreichen Bodenfunktionen – von der Biomasseproduktion über die Speicherung von Nährstoffen und Kohlenstoff bis hin zu Habitat und Filterung – ebenso wie die komplexen Boden - Umwelt - Mensch Interaktionen zu verstehen. Dafür braucht es eine zentrale Schnittstelle, um biologische, chemische und physikalische Bodendaten aber auch historische Daten aus langjährigen Dauerfeldversuchen und weiteren Quellen auffindbar und nachnutzbar zu machen.
  • Heutzutage liegen in den Agrarwissenschaften die Bodendaten und die Daten der Langzeitfeldversuche heterogen in verschiedenen Repositorien vor, wodurch sie nur schwer integrierbar und für Maschinen nur teilweise lesbar sind. Eine Inwertsetzung der Daten ist mit hohem Erstaufwand verbunden. Darüber hinaus unterliegen oftmals die Daten dem Datenschutz und sind anonymisiert oder mit einer künstlichen geographischen Unschärfe versehenen. Die Auswertung der originalen Daten bedarf Autorisierungs- und Datennutzungskontrollmechanismen.
  • Das Soil-X Projekt zielt darauf ab, die Wertschöpfung von veröffentlichten Bodendaten insbesondere Daten von Langzeitfeldversuchen und Bodenprofildaten zu verbessern sowie vorhandene Infrastrukturen zu vernetzen. Der Use Case zeigt die Datenintegration und -auswertung über föderierte Gaia-X konforme Repositorien und beschreibt ein übertragbares, skalierbares Infrastrukturmodell für einen Hybrid-Cloud-Ansatz.
  • Die teilnehmenden Repositorien und Kooperationspartner werden zu einer föderierten Infrastruktur (Soil-X) zusammengefasst. Hierbei liegt über der reinen Datenebene eine Integrations- und Harmonisierungsschicht. Die so veredelten Datensätze liegen für die Suche und Analyse im Soil-X Datenraum bereit, welche Gaia-X Schnittstellen und Funktionen bedient und nutzt. Über Module kann die Integrationsschicht erweitert und neuartige Datenformate und -Anwendungen prozessiert und veredelt werden.
  • Das Soil-X Projekt ermöglicht es, die verfügbaren Datensätze der landwirtschaftlichen Böden Deutschlands in Wert zu setzen und mit weiteren Daten der Boden und Agrarforschung zu verknüpfen. Die erarbeitete Architektur dient als Vorbild für Datenintegrationsprojekte im Kontext von boden- und agrarwissenschaftlichen Daten innerhalb von Gaia-X. Im Anschluss an den erfolgreichen Pilotversuch ermöglichen zukünftig die standardisierten Schnittstellen eine Verknüpfung der modularen Struktur mit weiteren Agrardatendomänen, z.B. mit den Tier- und Pflanzenwissenschaften, sowie Sensordaten.
  • Die im Soil-X Projekt bereitgestellten Daten und Dienste können für das Trainieren satellitengestützter Anwendungen zur geostatistischen Schätzung der Bodenfeuchte verwendet werden. Da Soil-X vollumfänglich zu INSPIRE kompatibel ist, können in die Berechnungen auch europäische Daten einbezogen werden, um somit Aussagen mit überregionaler Relevanz treffen zu können. Die breite und offene Datenbasis ermöglicht es Forschenden eine Vielzahl von Metaanalysen über die Forschungsergebnisse und -daten zu erstellen, um Erkenntnisse zu prüfen oder zu generalisieren.

Infografik: AgriML

Welchen Mehrwert bietet das „Projekt Gaia-X“?

  • Gaia-X erlaubt eine bewusste Ausrichtung auf die Bedürfnisse von Anbietern und Betreibern aus KMU- und mittelständischer Herkunft: Kunden und Anbieter können frei wählen, wo ihre Daten und Algorithmen gehostet werden.
  • Infrastrukturanbieter von Gaia-X Komponenten (Edge, Cloud, Dienste, Software & Hardware Produkte) sehen ihre Angebote auf allen Ebenen eines solchen heterogenen Ökosystems gut platziert. Produkt-, Lizenz- und Dienstleistungsangebote können ohne Eingriff in die bestehenden Marktmechanismen zwischen Anbietern und Nachfragern direkt abgewickelt werden.
  • Gaia-X wird die zentralen Elemente eines integralen Marktplatzes und Ökosystems schaffen, in dem Gaia-X eine virtuelle Verwaltungsschnittstelle über existierende Angebote legt und die Datenverwaltung und -verbindung herstellerneutral mitliefert. Darüber hinaus werden die rechtlichen Grundlagen zu einem automatisierten Datenaustausch – domänenübergreifend und anbieterneutral – bereitgestellt.

Paten

  • Dr. Nikolai Svoboda – Leibniz-Zentrum für Agrarlandschaftsforschung (ZALF) e. V.