Project_326

RAPR
Space-oriented control unit for the production and resource management of organic commodities

RAPR aims to develop a rule-based prototype to process space-oriented agricultural knowledge in order to economically grow organic commodities. The prototype is planned to be tested while supporting the existing advisory service for production and resource management. After its completion the system will be available as open source software.

The combination of digitized geological information and electronic data ascertainment via sensor on location provides a perfect base for numerous services, e.g. control and prognosis of growth and results. Such services enable a conservative, efficient, and economic cultivation, and eventually help to identify cultivable land to grow organic commodities.

Nevertheless, to utilize this knowledge for detailed advice in defined cases requires enormous efforts. Essential are expertise in agriculture as well as familiarity with available geological information systems, and the knowledge to control them. The manual retrieval, integration and processing of relevant information puts limits to the advisory service� scope and commensurability.

RAPR solves this problem by implementing an advisory support system: space-oriented agrarian expertise is converted into a suitable control language, building a permanent source of knowledge, which allows the system to autonomously devise inquiries to connected geological information systems, to evaluate the results and to combine the local data with the stored expertise. In doing so, originally separated sources of knowledge are integrated to build a potent device.

With RAPR, we expect to increase the advisory service� accuracy and at the same time reduce efforts significantly. In addition, the integration of geological data gathered by electronic sensors on location provides a foundation to collect sound knowledge on regional conditions in the long run.

In this joint project our task entails the development of the control system, the integration of existing geological information systems, and the acquisition and formalization of agrarian and geological expertise. We will create models and ontologies for semantic integration and realize rule editors as well as components for export, interaction, and visualization to process the results.

The system will be used and tested in existing advisory networks. It will be available for further development as open source software.

Gegenstand des Vorhabens ist die Entwicklung eines Prototypen zur regelbasierten Verarbeitung raumbezogenen Agrarwissens im Bereich der Produktion von Biorohstoffen.

Der Prototyp soll im operativen Betrieb der Beratung zum Produktions- und Ressourcenmanagement eingesetzt und erprobt werden. Das System wird als quelloffene Software realisiert und nach Ablauf des Vorhabens als Open Source zur Verfügung gestellt.

Digitalisierte, aufbereitete Geoinformationen und aktuelle, sensorgestützte Datenerhebung in der landwirtschaftlichen Produktion bieten eine erfolgversprechende Grundlage für vielfältige Prognose- und Steuerungsdienste. In Form individueller und zeitnaher Beratung auch vor Ort tragen solche Dienste in erheblichem Maße zu einer ergebnisoptimierten und ressourcenschonenden landwirtschaftlichen Produktion bei. Beispielsweise werden so effektive Untersuchungen von regionalen Produktionspotentialen unterstützt, wie sie im Vorfeld von Entscheidungen über neue Produktionsstandorte für Biorohstoffe unabdingbar sind.

Die in diesen Werkzeugen vorliegende Datenfülle kann jedoch nur mit großem Aufwand in situationsadäquate und fallspezifische Beratungsleistungen umgesetzt werden: In jedem einzelnen Fall ist nicht nur erhebliches Fachwissen im Agrarbereich notwendig, sondern auch detaillierte Kenntnisse des Leistungsumfangs und der Bedienung der verfügbaren Geoinformationssysteme. Die entsprechende, ausschließlich manuelle Abfrage, Integration und Verarbeitung der relevanten Informationen limitiert in unerwünschter Weise Umfang und Qualität der möglichen Beratung.

Das Projekt löst diese Schwierigkeit durch Realisierung eines auf die Beratungsunterstützung ausgerichteten Assistenzsystems: Raumbezogenes Fachwissen der Experten für den Pflanzenanbau wird in geeignete Regelsprachen überführt. Die so erzeugte Wissensbasis erlaubt es dem System, individuelle Beratungsfragen automatisch umzusetzen in Anfragen an angeschlossene Geoinformationssysteme, und die erhaltenen ortsspezifischen Daten unter Berücksichtigung des Fachwissens zu bewerten und zu kombinieren. Damit werden die bisher bestehenden konzeptuellen Brüche überwunden und heute noch getrennte Wissensquellen integriert.

Es steht zu erwarten, dass so die Qualität der fallspezifischen Beratung bei gleichzeitiger Verringerung des Aufwands gesteigert werden kann. Gleichzeitig wird ? insbesondere durch Integration von unmittelbar vor Ort erhobenen Sensordaten ? die Grundlage für einen langfristigen strukturierten Erwerb gesicherten Wissens gelegt.

Gegenstand des Vorhabens ist die Entwicklung des Regelsystems, die Integration der verfügbaren Geoinformationssysteme, die Akquisition und Formalisierung des notwendigen Expertenwissens, die Modellierung der zur semantischen Integration notwendigen Modelle und Ontologien, sowie die Realisierung der begleitenden Regeleditoren und Export-, Interaktions- und Visualisierungskomponenten zur Verbreitung und Bearbeitung der Ergebnisse.

Die entwickelten Systeme werden in existierenden Beratungsnetzwerken praktisch eingesetzt und erprobt. Die entwickelte Software wird nach Abschluß des Projekts als Open Source für die weitere Entwicklung zur Verfügung gestellt.

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