Konzeption und prototypische Umsetzung der Übertragung von Daten für die Pflanzenbauberatung aus dem Internet in eine Schlagkartei, konkretisiert am Beispiel der Software Agrar-Office

Diplomarbeit von Verena Lang

Einleitung:

Die elektronische Verarbeitung von Daten und Informationen beschränkt sich schon seit langer Zeit nicht mehr ausschließlich auf Industriebetriebe oder die Telekommunikationsbranche. In der Landwirtschaft wird neben der Tier- oder Pflanzenbearbeitung auch der Managementbereich immer stärker mit modernen Informationssystemen unterstützt.

Die Landwirtschaft, einschließlich die der Primärproduktion vor- bzw. nachgelagerten Bereiche der Agrar- und Ernährungswirtschaft, steht heute mehr denn je vor der übergeordneten Herausforderung einer nachhaltigen Verbindung von Verbraucher- und Tierschutz, Qualitätssicherung sowie ökonomischer und ökologischer Nachhaltigkeit. Unter diese Anforderungen fällst insbesondere die Ernährungssicherung, die Nahrungsmittelsicherheit, die Befriedigung gesellschaftlicher Anforderungen an Produkte und Produktionsmethoden sowie an die effiziente Ressourcennutzung. Des Weiteren wachsen diese Anforderungen zu globalen Herausforderungen, in denen Kompetenz, Inter- und Transdisziplinarität und Internationalität zugrunde gelegt werden.

Seit einigen Jahren wird die regionale Entwicklung immer deutlicher durch den agrar- und verbraucherpolitischen Rahmen der Europäischen Union geprägt. Dies bedeutet im unternehmerischen Handeln eine hohe Dynamik.

Besonders durch Verordnungen und Regelungen zur Erhaltung der Umwelt-, Tierschutz- und Qualitätsstandards wird es für die Landwirte noch wichtiger, sich in Zukunft intensiver mit ihren Produktionsprozessen auseinander zu setzen und in umfassender Form diese Prozesse zu dokumentieren.

Unter der Betrachtung dieser verschiedenen Herausforderungen wird deutlich, dass die Landwirtschaft, einschließlich der ihr vor- und nachgelagerten Bereiche, künftig zur Umsetzung aller gegebenen Optimierungspotentiale aufgefordert ist. Dies geschieht deutlich erkennbar durch den zunehmenden Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien. Das hat wiederum zur Folge, dass die Anforderungen an die Datenvielfalt und -qualität sowie an ein effizientes Informationsmanagement steigen. Es wird deutlich, dass in Zukunft vermehrt Wertschöpfungsketten im Gegensatz zu einzelnen Unternehmen im Fokus der Betrachtung stehen werden.

Hinsichtlich der politischen und wirtschaftlichen Rahmenbedingungen ist ein gravierender technologischer, betrieblicher, wirtschaftlicher und struktureller Wandel in den letzten Jahrzehnten auf diesem Sektor zu verfolgen. Dies wiederum stellt veränderte Anforderungen an die Informationstechnologie und das Informationsmanagement deutlich dar, obwohl das zentrale Element der Informationsnachfrage nach wie vor auf dem innerbetrieblichen Management des Unternehmens liegt.

Aufgrund der dynamischen Rahmenbedingungen lassen sich mittlerweile die Grenzen in räumlicher bzw. zeitlicher Dimension nicht mehr so deutlich ziehen, wie es noch vor einigen Jahrzehnten der Fall gewesen ist. Soll der Informationsbedarf in der Agrar- und Ernährungsbranche abgeschätzt werden, so können die Ebenen und Dimensionen der Abbildung 1 eine Grundlage dazu bilden.

Es kann festgehalten werden, dass die dargestellten Herausforderungen den Informationsbedarf auf den klassischen Ebenen der Prozesse, Betriebszweige und Unternehmen, bezogen auf die Erweiterung über Raum und Zeit, deutlich erhöht hat. Ein klarer Zusatzbedarf an Informationen entsteht durch die Unternehmens- und Wertschöpfungsketten übergreifenden Belange auf sektoraler Ebene durch die zunehmende Notwendigkeit des Managements. Besonders wichtig in diesem Zusammenhang ist der dort gegebene regulatorisch / gesetzliche Rahmen und die berechtigten Anforderungen in Hinblick auf die Qualitätssicherung.

Die Wertschöpfungskette vom Zulieferer bis zum Verbraucher wird in der Abwicklung und in der Rückverfolgbarkeit immer transparenter. Der direkte Informationsfluss wird durch zuständige Behörden kontrolliert und verfolgt. So werden nicht nur Informationen zwischen Unternehmen weitergegeben, sondern über die direkte Informationskette hinaus bis hin zum Verbraucher.

Letztlich ist zu verzeichnen, dass auch zukünftig in der Landwirtschaft der Einsatz von Informations- und Telekommunikationssystemen zunehmend an Bedeutung gewinnen wird. Es werden neue Technologien entwickelt werden, um die reinen Produktionsprozesse effektiver managen zu können.

Problemstellung der Aufgabe:

Die Landwirtschaft gliedert sich in verschiedene Hauptaufgaben. Neben der Milchvieh-, Schweine- oder Geflügelhaltung muss der Ackerbau genauso intensiv betrachtet werden. Landwirte im 21. Jahrhundert haben neben der Tierhaltung und Bestellung des Ackers komplexe Entscheidungen zu treffen, die sowohl kurz- als auch langfristig geplant werden müssen. Dazu benötigen Landwirte gezielte Informationen, die über die bisherigen Erfahrungswerte hinaus ragen.

Im Ackerbau reichen die über Generationen gesammelten Erfahrungen über Sortenwahl, Dünger- und Pflanzenschutzmitteleinsatz bei weitem nicht mehr aus um effektiv zu wirtschaften. Denn neben diesen Anforderungen wird eine genaue Terminierung für die Aussaat und den Einsatz von Dünger und Pflanzenschutzmitteln sowie verschiedener Auflagen immer wichtiger.

Diese Vielzahl der Entscheidungen erfordern umfangreiche Informationen und eine gezielte Beratung in allen Bereichen.

Informationen bekommen Landwirte oftmals über die ortsansässigen Genossenschaften, die Landwirtschaftskammer, den zuständigen Verband oder die Herstellern. Auch übers Internet sind viele Informationen zu aktuellen Themen im Pflanzenbau per Newsletter oder diverser Internetseiten zu erhalten. Die Informationen sind entweder deutschlandweit unbeschränkt oder spiegeln die Angaben des Informanten wider, z.B. einem Händler.

Die Beratung für die Landwirte ist, ebenfalls wie die Informationsbeschaffung, meist voreingenommen und entspricht der Philosophie des jeweiligen Unternehmens, um dessen Produkt möglichst gewinnbringend zu vermarkten.

Im Tagesgeschäft der Landwirte wird der Informationsbeschaffung oftmals zu wenig Beachtung geschenkt, so dass eine effektive Bestellung des Ackers meist nicht optimal ausgeführt werden kann. Auch der zeitliche Faktor in der Landwirtschaft ist nicht außer Acht zu lassen. Die meisten Empfehlungen zum Pflanzenschutz werden während der Pflanz- und Pflegezeit erarbeitet und bekannt gegeben. Viele Landwirte finden nicht rechtzeitig die Möglichkeit, diese neuen Erkenntnisse sofort umzusetzen und somit sind die aktuellen Erkenntnisse und rechtlichen Grundlagen nicht immer einzuhalten.

Die Faktoren Zeit und Kosten spielen in der Landwirtschaft in jedem Bereich eine große Rolle. Sobald das Frühjahr beginnt, werden die Äcker bestellt und die Außenwirtschaft nimmt fast den kompletten Arbeitstag eines Landwirts ein. Sobald ein Landwirt mehr Zeit in sein Unternehmensmanagement investiert benötigt er für seine sonst ausgeführten Arbeiten einen Arbeitnehmer, der entsprechende Kosten verursacht. Je weniger Zeit ein Landwirt für die Informationsbeschaffung aufwenden muss um effektive Ergebnisse erzielen zu können, desto besser kann der landwirtschaftliche Betrieb wirtschaften und Zeit und Kosten besser kalkulieren.

Zielsetzung Viele Landwirte verwenden auf den Betrieben mittlerweile eine angepasste Software, mit der der Ackerbau vereinfacht werden kann. Mit Hilfe dieser Software können Flächen, Fahrzeuge und Mitarbeiter verwaltet und die Bestellung des Ackers gezielt dargestellt werden. Dies geschieht anhand einer Schlagkartei, die der Hauptbestandteil dieser Software ist.

Die Basis jeder Software ist in der Regel eine umfangreiche Dateneingabe, um die Flächen, den Fuhrpark und die Produktionsrichtung des Landwirts zugrunde legen zu können. Im Internet werden regionale und überregionale Informationen für verschiedene Pflanzenarten bereit gestellt und können in die Software eingetragen werden. Diese Datenübernahme ist eine manuelle Tätigkeit des Landwirts. Findet ein Landwirt nicht rechtzeitig die Zeit für diese Datenübernahme können aktuelle Erkenntnisse und Empfehlungen für die Aussaat, den Aufwuchs bzw. die Ernte nicht berücksichtigt werden.

Dem Landwirt soll es ermöglicht werden, auf Knopfdruck die Daten der Homepage www.apba.de mit sinnvollen Maßnahmen für den Pflanzenschutz in die landwirtschaftliche Software Agrar-Office zu übernehmen. Dort sollen die Empfehlungen direkt mit den Stammdaten des Landwirts verarbeitet werden. Zukünftig soll aus den übertragenen Daten eine Stückliste und ein Arbeitsplan erstellt werden.

Inhaltsverzeichnis:

	Inhaltsverzeichnis	I
	Tabellenverzeichnis	III
	Abbildungsverzeichnis	IV
	Abkürzungsverzeichnis	V
1	Einleitung	1
1.1	Problemstellung der Aufgabe	3
1.2	Zielsetzung	5
2	Unternehmen	6
2.1	LAND-DATA Eurosoft GmbH & Co. KG	6
2.2	CLG – Computerdienst für Landwirtschaft und Gewerbe GmbH	8
2.3	BBJ-Unternehmensgruppe	9
2.4	N.U. Agrar GmbH	11
2.5	KTBL e.V	12
2.6	Beziehungen der Unternehmen	13
3	Schlagkartei-Systeme	14
3.1	Auswahl einer Schlagkartei	16
3.2	Unternehmensführung auf Basis einer Schlagkartei	18
3.3	Grundlagen für den Pflanzenschutz	19
4	Aufbau der Homepage www.apba.de	21
4.1	Datenaufbereitung der Infobriefe	22
4.2	Aufbau der Infobriefe	23
5	Das innovative System für die Agrarwirtschaft - Agrar-Office	24
5.1	Inhalt der Software Agrar-Office	24
5.2	Der Bereich Pflanzenbau in der Software Agrar-Office	28
6	Übertragung von Daten einer Homepage in eine Software	30
6.1	Übertragung per XML	30
6.1.1	Die XML-Sprachfamilie	31
6.1.2	Der XML-Standard	32
6.1.3	Aufbau eines XML-Dokumentes	34
6.2	Der landwirtschaftliche Standard agroXML	35
6.2.1	Historie von agroXML	38
6.2.2	Ziele von agroXML	38
6.2.3	Aufbau des agroXML	39
6.2.3.1	Aufbau eines Elementes im agroXML	39
6.2.3.2	XML-Schema bei agroXML	40
6.2.3.3	Profile im agroXML	41
6.2.3.4	Inhaltslisten für die Verwendung von agroXML	43
6.3	Sonstige Übertragungsverfahren	44
6.3.1	JSON	44
6.3.2	YAML	45
7	Entscheidung für das Übertragungsverfahren	46
8	Konzeption für den Einsatz von agroXML	47
9	Prototypische Umsetzung mit agroXML	49
9.1	Aufbau XHTML-Grundgerüst	49
9.2	Aufbau der agroXML-Schnittstelle	52
10	Fazit	59
11	Ausblick für die Umsetzung	60
	Literatur -und Quellverzeichnis	62
	Anhangsverzeichnis	68

Textprobe:

Kapitel 5.2, Der Bereich Pflanzenbau in der Software Agrar-Office:

Für den Betriebszweig des Pflanzenbaus gibt es ein effektives Management-Tool, auch als AO Pflanze benannt. Dieses Tool ermöglicht durch eine zentrale Plattform die unternehmensweite Planung, Dokumentation und weiterführende Datenverarbeitung des gesamten Betriebszweiges.

Die Schlagkartei in der Software ist optimal angepasst für den Ackerbau, das Grünland, den biologischen Landbau, Sonderkulturen, Dauerkulturen, Feldgemüse, Zuckerrüben und Kartoffeln und kann in jedem Bereich gleichermaßen eingesetzt werden. Das besondere an der Schlagkartei ist die komplette Datenerfassung der Schläge, inklusive der Wasserschutzauflagen und -zonen, Standorttypen und FLIK in der Ackerschlagkartei. Eine Bepflanzungshistorie mit den entsprechenden Nährstoffbedarfen kann individuell ausgewertet werden. Somit bietet die Schlagkartei von der Erfassung der Daten bis hin zur Auswertung des gesamten Betriebszweiges einen geschlossenen Kreislauf für das unternehmensweite Management.

Um dem Landwirten den Einstieg in die Software zu erleichtern existiert bereits eine Datenbank mit mineralischen und organischen Düngemitteln, mit den Nährstoffgehalten, Pflanzenschutzmittel, Betriebsmittel und Kostensätze für Maschinen und Geräte. Auch alle verfügbaren Sorten, Saatgut mit Variantenverwaltung, visualisierte Fruchtarten und Ernteprodukte sind bereits integriert und können individuell erweitert werden. Für ein Beispiel aus der Software Agrar-Office siehe Anhang C, im Anhangsverzeichnis Seite 3 mit den Bezeichnungen Mineralische Düngemittel und Pflanzenschutzmittel.

Für die Datenerfassung haben die Entwickler der Software einen Buchungsautomat erstellt. Mit Hilfe dieses Mechanismus werden Arbeitsverfahren im Buchungsautomaten gespeichert und mit Duplizierfunktionen können betriebsindividuelle Arbeitsabläufe optimiert werden. Somit ist eine schnelle und effektive Datenerfassung bei gleichzeitig sehr hoher Detailfülle und -genauigkeit möglich.

Um neben den reinen Daten auch optisch den Betrieb betrachten zu können, gibt es per GIS die Möglichkeit die Flächen in einen Lageplan einzutragen. Farblich können unterschiedliche Fruchtarten angezeigt werden. Dies dient vor allem der effizienten Bewirtschaftung der Flächen mit gleichen Kulturen als Grundlage. Siehe dazu den Anhang C im Anhangsverzeichnis auf Seite 4 mit der Bezeichnung Lageplan. Neben der optischen Darstellung bieten viele Funktionen für die Auswertungen oder Anträge eine umfangreiche und trotzdem kompakte Bedienung. So können die wichtigsten Anträge, wie z.B. der Nährstoffvergleich, direkt mit den Flächen und angebauten Fruchtarten und Erträgen ausgeführt werden.

Die LAND-DATA Eurosoft GmbH & Co. KG bietet die Möglichkeit einer Demo-CD für das Modul AO Pflanze, um die Bedienung der Software vor einem Kauf testen zu können. In dieser Demo-Version besteht die Möglichkeit, seinen eigenen Betrieb von Grund auf einzurichten oder mit den Daten eines Musterbetriebes testen zu können. Entscheidet sich der Landwirt nach der 30-tägigen Testzeit für den Einsatz der Software und hat der Landwirt bereits seine persönlichen Daten in die Software eingetragen, ist die Freischaltung der Demo-Version direkt integriert und eine erneute Datenerfassung ist nicht notwendig. Die benötigten Lizenzen und Schnittstellen können mit der Funktion Demofreischaltung direkt angegeben werden. Nach der Freischaltung wird der Aktivierungscode eingetragen und die vollständige Software kann unbegrenzt genutzt werden. Für die Eingaben der Demofreischaltung siehe Anhang C im Anhangsverzeichnis auf Seite 4 mit der Bezeichnung Demofreischaltung.

6., Übertragung von Daten einer Homepage in eine Software:

Um die Daten für die Pflanzenbauempfehlung von der Internetseite www.apba.de in die Software Agrar-Office zu übertragen stehen vier Verfahren zur näheren Betrachtung: agroXML, JSON, XML, YAML.

Da aufgrund der Vorgaben des Auftraggebers, der LAND-DATA Eurosoft GmbH & Co. KG, die Eingrenzung auf ein XML-Verfahren festgelegt ist, werden die beiden Verfahren JSON und YAML nur der Vollständigkeit halber betrachtet.

6.2, Übertragung per XML:

Die Auszeichnungssprache XML hat sich Ende der 1990er Jahre zu einem ergänzenden Standard nach SGML und HTML entwickelt. Die beiden Motive, dass SGML für den Alltagsgebrauch zu komplex ist und HTML aufgrund des meist fixierten Satzes von Elementtypen zu unflexibel ist, haben die Entwicklung von XML gefördert.

Mit der durch XML gewonnenen Unabhängigkeit von Anwendung und Plattform, ist ein Standard entwickelt worden, der unter anderem mit für den Erfolg des Webs verantwortlich gemacht werden kann. Im Kern des Standards wird der Austausch von Informationen in ähnlicher Weise von Grenzen und Hindernissen befreit, ähnlich wie der weltweite Handel.

Einer der Hauptgründe sich für ein XML-Übertragungsverfahren zu entscheiden liegt in der einfachen Handhabung der Gestaltung einer XML Datei. Die Syntax von XML ist so definiert, dass strukturierte Datenbestände jeder Art mit einfachen, verständlichen Auszeichnungen versehen werden können, die zugleich von Anwendungen der unterschiedlichsten Art ausgewertet werden können. So einfach die Struktur auch ist, genauso streng muss diese Syntax eingehalten werden. Lediglich das Vokabular zur Beschreibung von Dingen kann der Anwender frei gestalten. Die Erstellung einer XML-Datei ist mit Hilfe eines Texteditors möglich, aber der Einsatz von komfortableren