Geen perceel is hetzelfde. Percelen zijn bijna nooit vierkant en soms zelfs erg ongelijk en hoekig. Dit betekend dat er goed nagedacht moet worden over de perceelsindeling. Waar ligt het begin- en eindpunt, waar komen de spuitpaden en waar moet je beginnen om zo optimaal mogelijk uit te komen. Dit zijn allemaal vragen die meespelen bij een optimale perceelsindeling. Met het programma 'GAOS' is een start gemaakt om dit te digitaliseren.

Doel

GAOS verdeelt een nauwkeurig ingemeten perceel (De Bruin et al, 2009) in een cultuurakker en een natuurakker. De resulterende vorm en afmetingen van de cultuurakker zijn zodanig dat bewerkingen op een effectieve (minimale overlap) en efficiënte manier (minimaal manoeuvreren in combinatie met gunstige benutting van beschikbare ruimte) kunnen worden uitgevoerd (De Bruin et al, 2009). Gaos werkt met standaard werklijnen. Deze werklijnen zijn voor alle bewerkingen voor alle teelten in een rotatie het zelfde, met de kenmerken dat werklijnen onderling optimaal gesitueerd zijn en dat de werklijnen optimaal gesitueerd zijn t.o.v. de perceelsgrens. Kortom het doel van GAOS is het zo optimaal mogelijk indelen of bewerken van een perceel.

Mogelijkheden

De inrichting van de cultuurakker door GAOS bestaat uit het realiseren van werklijnen voor een bewerking, bijvoorbeeld poten. Deze werklijnen, voor bewerkingen van de kop-, romp- en zijakker(s), kunnen naar de boordcomputers van trekkers die zijn uitgerust met RTK navigatiesystemen worden geëxporteerd. Nadat de bestuurder zijn trekker op een werklijn gepositioneerd heeft, kan de trekker de werklijn automatisch volgen. Op deze wijze wordt de geplande inrichting op een nauwkeurige, reproduceerbare manier gerealiseerd en wordt een basis gelegd voor van map-based CTF. Voordelen zijn:

• De bodem beschermen tegen ongecontroleerde belastingen door veldverkeer;
• Een perceel in richten in productiezones t.b.v. een te optimaliseren benutting van alle inputs.

Binnen NPPL hebben drie deelnemers ervaringen opgedaan met GAOS, lees meer >>

Werking

De polygoon van brutoperceel, zoals ingemeten volgens het AG&B-protocol, wordt d.m.v. een speciaal daartoe ontwikkelde tool in zijdes geknipt en opgeslagen in de database van GAOS. Het resultaat kan met GE (Google Earth) gevisualiseerd worden. Wat direct opvalt is, dat de afgeronde hoeken van een perceel door het knippen en weer samenvoegen in brutoperceel volgens GAOS min of meer recht zijn geworden.

Figuur 1: Voorbeeld perceel waarbij te zien is dat de gebogen lijn of hoeken recht getrokken zijn. Bron: (De Bruin et al., 2009)

Het perceel in Figuur. 1 heeft 12 zijdes. De zijdes vormen samen de contour of omtrek van brutoperceel. De langste zijde is hier als zijde 1 genummerd. De andere zijdes krijgen een volgnummer tegen de klok in. Een zijde kan recht (een rechte) of krom zijn (een kromme of curve). Volgens het AG&B-protocol worden verschillende punten langs een zijde (en de afgeronde hoek) van een perceel ingemeten, dit zijn de meetpunten. In het meest voorkomende geval liggen deze meetpunten niet precies op een rechte lijn. Een zijde van het brutoperceel is dus meestal een kromme, ook al lijkt het van een afstand een rechte. De meetpunten op deze kromme worden buigpunten genoemd. Een kromme bestaat uit buigpunten die verbonden worden door rechte lijnstukken. De door de tool gemaakte zijdes krijgen ook een begin- en een eindpunt. Alle punten die samen een zijde bepalen heten ook wel vertices. In een hoek van brutoperceel valt het eindpunt van een zijde samen met het beginpunt van een aansluitende zijde. Buigpunten en begin- en eindpunten zijn niet zichtbaar in GE.

Figuur 2: Voorbeeld van een perceel met een rechte (langste) zijde 1 en een kromme zijde 3. Bron: (De Bruin et al, 2009)

Wanneer de meetpunten dicht bij elkaar liggen lijkt de kromme een vloeiende lijn; wanneer de meetpunten verder van elkaar liggen wordt de kromme hoekig. Een zijde van brutoperceel, ingemeten volgens AG&B-protocol, leent zich in het algemene geval dus niet als referentielijn voor een werkgang en is daar ook niet voor bedoeld. Er zijn namelijk stuurautomaten die een hoekige kromme ‘vloeiend’ volgen. GAOS zorgt voor een verdeling van het oppervlak van brutoperceel in:

Een cultuurakker, voor het telen van een cultuurgewas en per zijde;
Een natuurakker voor het telen van een natuurgewas;
Een teeltvrije zone, bijvoorbeeld een wettelijk verplichte bufferzone (met een wettelijke minimale breedte) of een reststrook met een niet-gespecificeerde breedte.

De vorm en afmetingen van de cultuurakker volgens GAOS zijn zodanig, dat bij alle werkgangen de volledige werkbreedte van het werktuig wordt benut en dat er geen onbewerkte (=onbeteelde) oppervlakken ingesloten worden.

De cultuurakker wordt ook wel nettoperceel genoemd wanneer de nadruk op de vorm en afmeting ligt, en niet zozeer op het gebruik. Voor de oppervlakken geldt: brutoperceel = cultuurakker (of nettoperceel) + natuurakker(s) + teeltvrije zone(s)

De optimalisatieroutine van GAOS zorgt ervoor, dat het oppervlak van brutoperceel zo goed mogelijk wordt benut, gegeven:

De saldi voor teelten op resp. de cultuurakker en de natuurakker;
De gewenste minimale breedte van een natuurakker of een teeltvrije zone;
De werkbreedte van de bewerking.

Een cultuurakker bestaat uit één rompakker en een aantal wendakkers naar keuze. Per zijde kan de akkerbouwer d.m.v. een invulformulier opgeven welke akkerrand hij wenst:

Geen rand;
Een teeltvrije zone en/of;
Een natuurakker.

Bovendien geeft hij de minimale breedte van de teeltvrije zone en/of natuurakker op. GAOS berekent vervolgens de optimale oriëntatie van de werklijnen voor de werkgangen op de rompakker (het rompakkerpatroon Figuur 3.). De werklijnen op de rompakker zijn in GAOS altijd recht en lopen onderling parallel (d.w.z. geen uitwaaieren).

Meestal is sprake van een voorkeurrichting voor de werkgangen op de rompakker, bijvoorbeeld vanwege de manier waarop het perceel ontsloten is door dammen. In GAOS kunnen één of meer zijden aangevinkt worden als ‘voorkeurrichting’. De uitkomst van GAOS is dan een rompakkerpatroon dat parallel loopt aan één van die zijden. In geval van een kromme zijde wordt die zijde zo goed mogelijk gevolgd door een rechte lijn. Als referentielijn voor de werklijnen op de rompakker berekent GAOS een lijn die op een halve werkbreedte afstand van de eerste werklijn langs die zijde loopt. Hieruit volgt per definitie, dat de referentielijn rompakker samenvalt met een zijde van nettoperceel, zie ook Figuur. 4. Nadat GAOS het rompakkerpatroon gegenereerd heeft, kan per zijde een wendakker toegevoegd worden. Voor de werkgangen op een wendakker kan uit drie mogelijkheden gekozen worden:

Zijde volgend (kan resulteren in hoekige werkgangen);
Een vloeiende zijde volgend (GAOS heeft een hoekige lijn vloeiend gemaakt);
Een rechte (deze optie heeft de voorkeur als de zijde nagenoeg recht is).

De breedte van een wendakker (rekening houdend met een eventuele teeltvrije zone en/of natuurakker) en het aantal werkgangen berekent GAOS uit de werkbreedte van de zaai/pootmachine en die van de veldspuit, zie figuur 5.

Breedte wendakker = 1/2 Spuitboombreedte + 1/2 poot/zaaibreedte

GAOS berekent een referentielijn voor de werkgangen op een wendakker op dezelfde manier als voor de rompakker. De referentielijn wendakker is dus tevens een zijde van nettoperceel. Om oppervlakte van nettoperceel te kunnen berekenen maakt GAOS sluitlijnen langs zijdes waar geen wendakker gewenst wordt, bijvoorbeeld omdat de werklijnen op de rompakker bijna parallel lopen aan een dergelijke zijde (zoals zijde 5, figuur. 1 en 5) of omdat de zijde te kort is voor een wendakker (zoals zijde 10) of bij onbeteelde kopakkers. Sluitlijnen in GAOS zijn altijd recht. De werklijnen van de rompakker lopen niet parallel aan sluitlijn 5, hierdoor ontstaat dus een geer. Dit is praktisch onwenselijk, omdat ruimte om te keren ontbreekt. Deze onpraktische situatie kan verholpen worden ook een wendakker langs zijde 5 te plannen. De zijdes van nettoperceel bestaan dus uit de referentielijn voor de rompakker, de referentielijnen voor de wendakkers en de sluitlijnen. Nadat de wendakkers achtereenvolgens ingericht zijn berekent GAOS de oppervlakken van de cultuurakker, de natuurakker(s) en de teeltvrije zone(s).

In het onderhavige geval is voor alle zijdes gekozen voor de optie ‘rechte lijn’, zie voorbeeld in figuur. 6. Dus alle referentielijnen zijn recht en evenzo de daarmee corresponderende zijdes van nettoperceel.

Een akkerplan uit GAOS, gevisualiseerd met GE, laat in de hoeken een soort raster zien van kruisende werklijnen, zie bijvoorbeeld fig. 7. Uiteraard is dit niet de beoogde werkelijke situatie.

De akkerbouwer kan zelf tijdens het werken voor verschillende hoekpatronen kiezen:

Het akkerplan dat GAOS genereert voor zaaien of poten (zaaiplan en pootplan) omvat ook werklijnen voor de bewerking gewasverzorging. Door met de cursor in pootplan of zaaiplan werklijnen te activeren/deactiveren kan ‘met de hand’ een praktisch spuitplan gemaakt worden, waarbij rekening wordt gehouden met de breedte van de spuitboom en van de afsluitbare secties. De gekozen werklijnen voor het spuitplan krijgen in de GE-visualisatie een nieuwe kleur (rood). Werklijnen voor spuitgangen met gesloten sectie(s) krijgen een afwijkende kleur (blauw). De werklijnen voor de spuitgangen op de rompakker krijgen een rangnummer, tellend vanaf de referentielijn rompakker.

GAOS akkerplan bevat de volgende informatie:

perceelnaam;
geometrie brutoperceel, nettoperceel, cultuurakker, natuurakker en teelvrije zone(s) incl. bijbehorende oppervlakten;
referentielijnen poten/zaaien en gewasverzorging voor rompakker en wendakkers;
sluitlijnen voor bewerkingen rondom (contourvolgend, omtrekvolgend);
werkbreedte zaaien/poten en veldspuit;
oppervlakten cultuurakker, natuurakker(s) en teeltvrije zone(s).

De informatie die nodig is voor de realisatie van akkerplan kan aan de boordcomputers van de verschillende RTK-navigatiesystemen overgedragen worden. (De Bruine et al, 2009)

Kosten en baten

Minimaal nodig, gps of rtk-gps op de trekker. En het inmeten van je perceel met rtk-gps of minder nauwkeurig met geokaarten van de overheid.

Waar te verkrijgen

GAOS is een product ontwikkeld uit een samenwerking. Deze ontwikkeling bestond uit een nauwe samenwerking tussen HWodka, Wageningen Universiteit, Alterra en leveranciers van RTK GPS navigatiesystemen (SBG en Geometius-Trimble). Het product is nu in Akkerweb te verkrijgen als module.

Volledig rapport

Klik hier voor het volledige rapport.