Sichere Übertragung hochauflösender Drohnenbilder für Ernteintelligenz und Ertragsanalyse

Wie intelligentes MFT die Datenübertragungspipelines beschleunigen kann - selbst von extrem abgelegenen Standorten -, um Agrarinformationen noch am selben Tag zu liefern

In der Präzisionslandwirtschaft und bei der Ernteaufklärung geht es um winzige visuelle Details, aber hochauflösende Dateien und Datensätze sind nicht einfach schnell und zuverlässig zu transportieren - vor allem, wenn sich die Daten Hunderte von Metern über dem Feld eines Landwirts im ländlichen Nebraska befinden.

• Die Übertragung von Terabytes an Orthomosaik- und Multispektralbildern von Drohnen, die mit hochauflösenden Kameras ausgestattet sind, um sicherzustellen, dass die Kunden zeitnah Informationen erhalten - idealerweise noch am selben Tag - ist eine große Herausforderung.
• Die meisten Anbieter haben mit einem hartnäckigen “Last Acre”-Datenübertragungsproblem zu kämpfen, da die meisten landwirtschaftlichen Betriebe weit von Hochgeschwindigkeits-Glasfaserverbindungen entfernt sind.

Aber MASV intelligent managed file transfer (MFT) kann helfen. In diesem Beitrag zeigen wir, warum MASV eine zuverlässige Brücke für die Datenverwaltung und -übertragung in der Präzisionslandwirtschaft sein kann.

• Drohne vs. pilotierte Luftbildaufnahmen: Gleicher Engpass, anderer Maßstab
• Das Problem: Warum die Standarddatenübertragung im Betrieb versagt
• Die Lösung: Beschleunigter Transfer für die Agronomie
• Der Arbeitsablauf: Von der Erfassung bis zur Verarbeitung (ein schrittweiser Leitfaden für die Übertragung von Felddaten)
• Fallstudie: Unterstützung von Intelinair beim Hochladen von Hochleistungsdaten aus der Ferne
• Mit MASV hochauflösende Drohnenbilder von abgelegenen Orten übertragen

Drohne vs. pilotierte Luftbildaufnahmen: Gleicher Engpass, anderer Maßstab

Drohnen und gelenkte Flugzeuge sammeln Daten auf unterschiedliche Weise: Während Drohnen (die eine geringere Reichweite haben) in der Regel häufige Flüge durchführen, um sehr lokalisierte Daten zu sammeln, können Flugzeuge mit Piloten in einem einzigen Flug Daten mit Bildern und Videodateien über Tausende von Hektar erfassen.

Zu den Arten von großen Dateien, die erfasst werden, gehören JPEG, Adobe Digital Negative (DNG), TIFF-Bilder oder sogar radiometrische JPEGs für Wärmebilder. Diese großen Dateien - oft Tausende auf einmal - werden dann gespeichert und zur Analyse zu einer Karte zusammengefügt. Analyse und Speicherung Dateiformate Dazu gehören GeoTIFF, BigTIFF und Enhanced Compression Wavelet (ECW).

Das bedeutet, dass für beide Erfassungsmethoden ein Werkzeug erforderlich ist, das für die Bewegung sowohl großer Dateien als auch großer Dateisammlungen ausgelegt ist.

Solche Luftbilder werden nicht nur in der Landwirtschaft verwendet: Drohnen und pilotengesteuerte Flugzeuge führen ähnliche Aufgaben durch, um Informationen über Landvermessungen, Notfallmaßnahmen, Such- und Rettungseinsätze und die öffentliche Sicherheit zu liefern oder die Infrastruktur zu bewerten.

Warum der Standard-Datentransfer im Betrieb versagt

Während “vom Feld auf den Tisch” ein einprägsamer Slogan ist, um lokale Produkte zu fördern, erfordert die Intelligenz der Kulturen leistungsstarke Lösungen für “vom Feld zum Lager”. Doch das ist leichter gesagt als getan: Die Übertragung von hochauflösenden Luftbildern für die Ernteaufklärung stellt eine Reihe von Herausforderungen dar, die mit den üblichen Datenübertragungsmethoden nur schwer zu bewältigen sind.

• Die digitale Kluft und Infrastrukturlücken: Informationen über die Ernte werden in ländlichen Gegenden gewonnen, in denen die Netzanbindung oft am schwächsten ist und die Abdeckung durch Mobilfunknetze nicht besonders gut ist. Drohnenbetreiber oder Piloten von Starrflüglern haben oft mit lückenhafter Netzabdeckung und Signalausfällen zu kämpfen, wenn sie sich von Ort zu Ort bewegen, was häufig dazu führt, dass fast abgeschlossene Uploads nach einem Ausfall wieder von vorne beginnen müssen.
• Große Datenmengen: Um die spektrale Integrität zu erhalten, die für NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) oder thermische Analysen benötigt wird, werden die Bilder oft mit zusätzlichen Daten überlagert und im RAW- oder TIFF-Format erfasst. Das bedeutet, dass ein einziger Flug über ein paar hundert Hektar leicht Hunderte von GB mit Tausenden von hochauflösenden Bilddateien erzeugen kann.
• Leistungsprobleme: Wenn ein Landwirt nach Anzeichen für Schädlingsbefall oder Wasserstress sucht, sind die Daten unbrauchbar, wenn er 24 bis 48 Stunden warten muss, bis ein Upload abgeschlossen ist. Das bedeutet, dass der Versand von Festplatten nicht in Frage kommt. Außerdem können die üblichen Übertragungsgeschwindigkeiten nicht mit dem für die Ernteaufklärung erforderlichen Arbeitstempo mithalten.
• Integritätskontrollen: Ohne integrierte Tools für die Dateiintegrität erfordert die Entdeckung einer beschädigten Datei nach einem 10-stündigen Upload einen vollständigen Neu-Upload.
• Grenzen der Dateigröße: Verbraucher-Tools für die Dateifreigabe haben Schwierigkeiten, große Dateien zuverlässig zu übertragen, und enthalten oft Obergrenzen für die Dateigröße.
• Sichere Dateiübertragung für die Landwirtschaft: Crop-Intelligence-Daten können urheberrechtlich geschützte Informationen zu Erträgen, Bodenwerten und landwirtschaftlichen Praktiken enthalten. Landwirtschaftliche Betriebe benötigen eine sichere, verschlüsselte und überprüfbare Aufbewahrungskette, um die Vorschriften einzuhalten.

Die Lösung: Beschleunigter Transfer für die gemeinsame Nutzung von Agronomiedaten

Ein groß angelegter Arbeitsablauf für die Übertragung von Luftvermessungsdaten zur Erstellung von verwertbaren Geodatensätzen und Präzisionslandwirtschaftsdaten erfordert eine schnelle, zuverlässige Dateiübertragung, damit zeitkritische Daten schnell vom Feld zur Speicherung, zu Analyseplattformen und zu den Kunden gelangen.

MASV intelligent MFT ist für große Dateien ausgelegt, kennt keine Größenbeschränkungen und unterstützt jedes Dateiformat und jeden Dateityp, so dass es sich nahtlos in jeden Arbeitsablauf für Drohnenkartierung, Punktwolkendatenmanagement, multispektralen Datenaustausch oder Ernteaufklärung einfügt.

Multiconnect-Kanalbündelung

Dies ist wohl die wertvollste Funktion von MASV für die Landwirtschaft und andere abgelegene Anwendungsfälle. Schließlich macht es keinen Spaß, Drohnendaten mit langsamem Internet hochzuladen. In ländlichen Gebieten ist eine Verbindungsart selten schnell oder zuverlässig genug, um Daten mit der erforderlichen Geschwindigkeit zu übertragen.

MASV Multiconnect kombiniert mehrere Internetquellen gleichzeitig, was bedeutet, dass ein Drohnen- oder Flugzeugpilot im Feld ein 5G-Telefon anbinden, eine Verbindung zu Starlink herstellen und sich gleichzeitig mit einer lokalen DSL-Leitung verbinden kann. MASV fasst die Bandbreite aller drei Verbindungen in einer einzigen, schnelleren und stabileren Pipeline zusammen: Wenn eine Verbindung aufgrund von Hindernissen abbricht, wird die Übertragung nahtlos über eine andere fortgesetzt, ohne dass es zu Ausfällen kommt.

Unerschütterliche Zuverlässigkeit

Apropos Ausfallsicherheit: Wenn bei den meisten Übertragungslösungen ein Upload zu 99 Prozent fehlschlägt, muss er bei Null neu gestartet werden. Das würde fast jedem den Tag verderben.

MASV hingegen ist konzipiert für unerbittliche Wiederholungsversuche: Im Falle eines Signalverlustes hält MASV an und setzt die Übertragung fort, sobald die Verbindung wiederhergestellt ist. Die Checkpoint-Neustart-Funktion stellt sicher, dass alle Übertragungen genau dort fortgesetzt werden, wo sie unterbrochen wurden, und die Überprüfung der Prüfsumme gewährleistet, dass keine Pixel während der Übertragung beschädigt werden.

Webbasierte Beschleunigung

Im Gegensatz zu Aspera oder Signiant, die UDP verwenden und oft die Öffnung von Firewall-Ports durch die IT-Abteilung erfordern, läuft die webbasierte MASV-Übertragung vollständig in einem Browser unter Verwendung von File Chunking und Multithreading.

Es teilt große Dateien in kleinere Stücke auf und sendet diese parallel, um die verfügbare Bandbreite zu sättigen. Auf diese Weise wird die Latenzzeit neutralisiert, die Standard-Uploads bei ländlichen Verbindungen oft zu einem Kriechen verlangsamt.

Da es browserbasiert ist, müssen unabhängige Auftragnehmer oder Piloten keine komplexe Software installieren oder VPNs konfigurieren.

Unbegrenzte Dateigröße und Erhaltung der Ordnerstruktur

MASV kann Dateipakete von unbegrenzter Größe verarbeiten - eine wichtige Fähigkeit für die Verarbeitung von Hyperspektral- oder LiDAR-Rohdaten, die häufig die Grenzen von Dateifreigabediensten für Verbraucher überschreiten.

MASV behält auch Ihre genaue Ordnerstruktur während des Uploads bei, so dass die Teams auf der Empfängerseite die Dateien nicht manuell umorganisieren müssen. Das ist enorm wichtig, denn bei der Verarbeitung von Luftbildern müssen oft Tausende von Bildern in einer bestimmten Ordnerhierarchie abgelegt werden, damit die Software zum Zusammenfügen funktioniert.

Automatisierungsmotor übertragen

Piloten sind nach einem Flugtag oft erschöpft und vergessen vielleicht, Uploads zu starten oder laden die falschen Dateien hoch. Standardübertragungen erfordern oft das manuelle Hochladen einer Datei auf einen Server, das Herunterladen auf einen lokalen Rechner und das erneute Hochladen in eine Verarbeitungs-Cloud.

Durch die automatisierte Dateiübertragung entfallen all diese manuellen Schritte.

Das leichte und dennoch leistungsstarke MASV Desktop-Anwendung kann in wenigen Minuten auf einem Laptop vor Ort installiert und konfiguriert werden, so dass die Piloten die Übertragungen mit Uhrenordner.

• Sobald der Pilot seine SD- oder Micro-SD-Karte in einen Überwachungsordner einlegt, beginnt MASV automatisch mit dem Upload. Die Übertragung wird ohne menschliches Zutun wiederholt, pausiert und fortgesetzt.
• Die Desktop-App ist für Windows, iOS und Linux verfügbar, so dass Piloten und andere Auftragnehmer nicht von ihrem bevorzugten Betriebssystem auf MASV umsteigen müssen.
• Unternehmen können Dateitransfer-Automatisierungen in ihre eigene Software und Anwendungen integrieren, indem sie die MASV-API.

Der Arbeitsablauf: Von der Erfassung bis zur Verarbeitung (ein schrittweiser Leitfaden für die Übertragung von Felddaten)

Wenn es um Drohnenprogramme und andere Luftaufnahmen für die Landwirtschaft geht, ist das Erfassen von Daten aus der Luft nur der Anfang. Agrardaten sind praktisch so verderblich wie ein reifer Korb Pflaumen. Die Arbeitsabläufe müssen so effizient sein, dass die Informationen innerhalb von Stunden an die Kunden weitergegeben werden können.

Der folgende Arbeitsablauf bietet diese Effizienz, denn er ist:

• Steuerungssicher: Der Pilot muss nicht wissen, wie S3 funktioniert oder FTP-Anmeldeinformationen verwalten. Er kopiert einfach Dateien in einen Ordner.
• Erfordert keine Totzeit: Die Daten werden übertragen, während der Pilot zum nächsten Feld fährt, oder sogar während die Drohne noch in der Luft ist - schnell und ohne Fehler.
• Audit bereit: Detaillierte Übertragungsprotokolle sorgen für kristallklare Sicht.

So gelangen die Daten vom Feld in den Speicher oder in andere Cloud-Plattformen für Drohnenbilder mit Hilfe von MASV-Automatisierung und anderen Werkzeugen schnell.

Phase 1: Datenerfassung und automatische Aufnahme

Ziel: Laden Sie Daten und Bilder hoch und minimieren Sie dabei den Verwaltungsaufwand für Piloten und nutzen Sie die verfügbare Bandbreite sofort.

Erfassen und Entladen: Der Pilot schließt den Flug über dem Feld ab, entnimmt die SD-Karte mit den Bilddaten (z. B. multispektrale TIFF-Rohdaten) und legt sie in den Laptop ein.

Der Laptop ist über MASV Multiconnect mit dem Internet verbunden (z. B. durch die Verbindung einer Starlink-Schüssel und eines mobilen 5G-Hotspots oder eines Hotel-Wi-Fi für maximalen Durchsatz).

Der Auslöser für den Watch Folder: Anstatt einen Webbrowser zu öffnen und sich einzuloggen, zieht der Pilot einfach den Bildordner (nennen wir ihn “Project_Soybean_Field40”) in einen bestimmten lokalen Ordner auf dem Laptop. Der Überwachungsordner wird einem bestimmten MASV-Portal zugewiesen.

MASV-Automatisierung: Die MASV Desktop App erkennt den neuen Ordner und initiiert sofort einen automatischen Upload. Da MASV Dateipakete von unbegrenzter Größe verarbeitet, ist kein Zippen erforderlich. MASV behält außerdem die Datei- und Ordnerstrukturen perfekt bei und gewährleistet die exakte Hierarchie, die von Software zum Zusammenfügen von Daten erhalten bleibt.

Phase 2: Beschleunigte Übertragung

Ziel: Übertragen Sie große Datenmengen zuverlässig über instabile ländliche Verbindungen, ohne dass diese beschädigt werden - auch unterwegs.

Unverwüstliche Übertragung: MASV teilt den großen Datenbestand in kleinere Teile auf und sendet diese parallel über die von Multiconnect ermöglichte Verbundverbindung an ein MASV-Portal.

• Wenn die Starlink-Verbindung aufgrund von Bäumen oder anderen Problemen abbricht, leitet MASV die Pakete nahtlos über die 5G-Verbindung weiter, ohne dass es zu Ausfällen kommt.
• Sollte das Internet einmal ausfallen, sorgt die MASV-Funktion für Pause und Wiederaufnahme dafür, dass der Fahrer, sobald er einen Bereich mit Signal erreicht, die Übertragung automatisch an der Stelle fortsetzt, an der er sie unter Verwendung des Checkpoint-Neustarts beendet hat.

Sichere Übertragung: Alle Daten werden während des Transports mit TLS 1.2/1.3 verschlüsselt, was die Anforderungen von SOC 2 Typ 2 für den Datenschutz erfüllt. Zugangskontrollen wie die Multi-Faktor-Authentifizierung und Benutzerrollen stellen sicher, dass nur der Ziel-Cloud-Bucket die Daten empfangen kann.

Phase 3: Cloud-Ingest und Verifizierung

Ziel: Landdaten direkt in der Cloud oder im angeschlossenen On-Premise-Speicher, bereit zur Verarbeitung, ohne manuelle Uploads oder Downloads.

Lieferung direkt ins Lager: MASV Portale können so konfiguriert werden, dass sie Daten direkt an vorkonfigurierte Speicherziele senden. Native Speicherintegrationen mit mehr als 25 Speicherzielen, darunter Amazon S3 und Microsoft Azure, stellt sicher, dass die Daten automatisch an den von Ihnen festgelegten Speicherbereich gesendet werden (für dieses Workflow-Beispiel verwenden wir Amazon S3 und nennen das Ziel s3://ag-data-raw-ingest/).

Benutzerdefinierte Pfade stellen sicher, dass die Dateien genau an dem von Ihnen gewünschten Ort innerhalb Ihrer Verzeichnisstruktur abgelegt werden.

Das Hochladen von Daten kann mit der standardmäßigen Store-and-Forward-Übertragungsmethode von MASV oder durch Streaming von Dateien in den Speicher in nahezu Echtzeit erfolgen, indem MASV-Express.

Nachweis der Lieferung: Nach Abschluss der Übertragung erstellt MASV ein JSON- oder PDF-Übertragungsprotokoll. Dieses dient als Nachweis für die Datenkette und verifiziert genau, welche Dateien übertragen wurden, die Hash-Prüfsummen (um sicherzustellen, dass die Daten nicht verfälscht wurden) und den Zeitstempel.

Phase 4: Automatisierte Verarbeitung auslösen

Ziel: Beginnen Sie sofort mit der Verarbeitung von Daten ohne menschliches Zutun.

Der Ereignisauslöser: Da wir in diesem Beispiel-Workflow S3 verwenden, ist Ihre AWS-Umgebung so eingestellt, dass sie auf “PutObject”-Ereignisse in dem spezifischen S3-Bucket wartet, der von MASV verwendet wird.

Sobald der Upload abgeschlossen ist, löst S3 eine AWS Lambda-Funktion aus, die eine EC2-Instanz verwendet (oder einen AWS Batch-Auftrag auslöst), die mit Ihrer Photogrammetrie- oder anderen Analysesoftware geladen ist und die Bilder sofort aufnimmt.

Wenn der Pilot oder die Drohne zur Kommandozentrale zurückkehrt, sind die übertragenen Orthomosaikdateien, NDVI-Karten und andere Datensätze bereits verarbeitet und bereit für die Analyse.

Fallstudie: Unterstützung von Intelinair beim Hochladen von Hochleistungsdaten aus der Ferne

Automatisierte Datenpipeline-Tools von MASV unterstützen Anbieter von landwirtschaftlichen Analysen und Bildmaterial Intelinair um seinen zahlreichen Kunden während eines engen Zeitfensters - der US-Anbausaison - Informationen über die Ernte am selben Tag zu liefern.

Zu den wichtigsten Vorteilen von MASV für Intelinair innerhalb dieser komprimierten Arbeitsabläufe gehören:

• Effiziente Datenübertragung: MASV optimiert die Bandbreite, um mehr als 100 TB an Bildmaterial in sehr kleinen Zeitfenstern zu verarbeiten, und gewährleistet so schnelle und zuverlässige Datenuploads.
• Konsistente Leistung: Mit Multiconnect Channel Bonding erhalten Intelinair-Piloten konstante Upload-Geschwindigkeiten - auch bei unterschiedlichen Verbindungsbedingungen in abgelegenen Gebieten.
• Nahtlose Wiederaufnahme: Die MASV-Übertragungsfunktion ermöglicht ein reibungsloses Anhalten und Wiederaufnehmen von Datenuploads und bietet gleichzeitig einen Überblick über den Übertragungsstatus, was für den mobilen Betrieb entscheidend ist.
• Geräteübergreifende Flexibilität: MASV unterstützt eine Vielzahl von Systemen und Geräten, so dass die Piloten ihre bevorzugten Tools verwenden können.

Intelinair's AGMRI-Plattform synthetisiert verschiedene Datenquellen, wie Drohnen- und Satellitenbilder. Die Integration von MASV ermöglicht eine rationalisierte Pipeline vom Feld zur Cloud. Piloten können Bildmaterial einfach über bestimmte Portale hochladen, wobei die Daten direkt in eine sichere Umgebung zur schnellen Verarbeitung fließen.

MASV kann mit allen Lösungen von Luftbilddienstleistern kombiniert werden, um Arbeitsabläufe drastisch zu verbessern, manuelle Schritte zu reduzieren und schnellere Entscheidungen zu ermöglichen.

“Wir lieben MASV”, erklärt Sriram “Ram” Rapaka, VP of Operations bei Intelinair. “Es ist so einfach zu bedienen - so beeindruckend, wie gut das Produkt funktioniert, aber auch wie es gestaltet ist. MASV hat unsere Probleme mühelos gelöst.”