Projekt 21487/01

Integrierte Pflanzenproduktion – Standardisierte Datenformate zur Dokumentation landwirtschaftlicher Produktionsprozesse

Projektdurchführung

Kuratorium für Technik und Bauwesen in der Landwirtschaft (KTBL) e. V.
Bartningstr. 49
64289 Darmstadt

Zielsetzung und Anlass des Vorhabens

Voraussetzung für eine Ausschöpfung des Potenzials der integrierten Pflanzenproduktion ist die Nutzung individualisierter und schlagbezogener Entscheidungsgrundlagen. Neben einer zeitnahen und präzisen Dokumentation der durchgeführten Maßnahmen ist hierfür insbesondere auch eine reibungslose Datenkommunikation mit Online-Beratungssystemen und externen Dienstleistern notwendig. Ziel des Projektes war es, anerkannte und offene Technologien eines internetbasierten Datenaustausches für die Landwirtschaft nutzbar zu machen. Dafür müssen die fehlenden branchenspezifischen Standards, die Strukturen des Austauschformates und das Begriffs- und Regelwerk definiert werden. Am Beispiel der Lieferkette für Kartoffeln wurden die hierfür notwendigen Schritte aufgezeigt und umgesetzt.


Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenIm Rahmen einer Analyse wurden zunächst die existierenden Rahmenwerke und Werkzeuge für die Erstellung von Datenaustauschformaten auf ihre Eignung für den Agrarbereich hin untersucht. Unter Verwendung der Prinzipien verschiedener, vielversprechender Standards wurde anschließend das agroXML-Schema als Strukturdefinition einer Datenaustauschsprache für die Landwirtschaft entwickelt. Als wichti-ge Komponente wurden außerdem inhaltliche Vorgaben mit Hilfe sogenannter Inhaltslisten gegeben. Die technische Dokumentation sowie die Definition des Begriffs- und Regelwerkes erfolgt derzeit als WiKi-gestütztes Lexikon. Damit der Standard in der Praxis zum Einsatz kommen kann, wurden Hersteller von Agrarsoftware sowie Online-Beratungsdienstleister frühzeitig über Arbeitsgremien in die Entwicklung von agroXML eingebunden. Abschließend wurden einige Beispielanwendungen, die mit agroXML möglich sind, programmiert. Diese wurden von der Kartoffelerzeugergemeinschaft Neustadt an der Weinstraße im praktischen Betrieb erprobt.


Ergebnisse und Diskussion

Die eXtensible Markup Language (XML) stellt Konstrukte bereit, mit deren Hilfe ein plattformunabhängiger Datenaustausch möglich ist. Aufgrund der Verfügbarkeit von freien Programmbibliotheken zum Ein-lesen, Verarbeiten, Schreiben sowie Konvertieren von XML-Dateien eignet sie sich hervorragend zur Verarbeitung in EDV-Programmen sowie als allgemeingültiges Austauschformat. Die Struktur von XML-Dateien kann mit Hilfe einer Document Type Definition (DTD) oder mit XML Schema vorgegeben werden. XML Schema ermöglicht hierbei auch die Festlegung einzelner Elemente des Austauschformates auf bestimmte Datentypen sowie Wertebereiche. Als Entwicklungswerkzeug für XML Schemata stehen ver-schiedene XML-Editoren zur Verfügung. Auf Basis von XML wurden bereits weitere Austauschsprachen für andere Bereiche erstellt. So existieren zum Beispiel die Universal Business Language, die für die Erstellung elektronischer Dokumente für Geschäftsprozesse geeignet ist, sowie ebXML, das neben der Erstellung von Dokumenten auch die Mechanismen des Datenaustausches (Protokoll) regelt. Im Geodatenbereich ist insbesondere die Geography Markup Language (GML) zu nennen, die die Übermittlung raumbezogener Informationen erlaubt. agroXML wurde orientiert an der Core Component Technical Specification entwickelt. Dabei werden Elemente bereitgestellt, die wie in einem Baukasten in verschiedenen Dokumenten zusammengesetzt werden können. Die Modellierung der Geodatenkomponenten von agroXML erfolgte entsprechend den in GML erfolgreich eingesetzten Richtlinien. Ein wichtiger Aspekt für die maschinelle Auswertbarkeit von elektronischen Dokumenten ist die Beschränkung von Elementen auf bestimmte Inhalte. So sollte zum Beispiel in einem Element, das den Namen eines Pflanzenschutzmittels beinhaltet, auch lediglich gültige Pflanzenschutzmittelnamen stehen können. Dies wird über die Verwendung sogenannter XML-Dictionaries sichergestellt. Inhaltlich basieren diese auf anerkannten Begriffssammlungen. Für die Pflanzenschutzmittelliste werden die Bezeichner beispielsweise von der zuständi-gen Zulassungsbehörde, dem Bundesamt für Verbraucherschutz und Lebensmittelsicherheit (BVL), bereitgestellt. Für die Dokumentation von agroXML wurde eine WiKi-Plattform aufgesetzt, die derzeit im Rahmen von weiteren Projekten ausgebaut wird. Die Anwendung von agroXML wurde mit Hilfe verschiedener Programme demonstriert. Das Produktions- und Lieferkettenmanagementsystem wurde von der Kartoffel-Erzeugergemeinschaft Neustadt an der Weinstraße für die Dokumentation eingesetzt. Der agroXML-Aggregator kann mehrere agroXML-Instanzen in einer von gängigen Office-Paketen lesbaren Datei vereinigen. Diese Funktionalität ist insbesondere für die überbetriebliche Auswertung landwirtschaftlicher Daten durch Berater oder Behörden im Hinblick auf Stoffströme und Umweltwirkungen interessant. Durch die relativ neue XForms-Technologie können agroXML-Dateien auch mit Standard-Internetwerkzeugen angesehen, aufbereitet und gegebenenfalls sogar bearbeitet werden. Beispielhaft wurde außerdem der Datenaustausch mit einem Online-Beratungsdienstleister (ISIP) implementiert.


Öffentlichkeitsarbeit und Präsentation

Neben der Vorstellung von agroXML auf verschiedenen Fachtagungen (z. B. Jahrestagung der Gesellschaft für Informatik in der Landwirtschaft (GIL)) wird der Transfer in die Praxis durch auch nach Projektende weiter bestehende, offene Arbeitsgruppen am KTBL sichergestellt. In diesen Arbeitsgruppen sind Mitarbeiter fast aller Hersteller von Agrarsoftware sowie von Beratungsdienstleistern und Institutionen, die sich mit Datenaustausch in der Landwirtschaft beschäftigen, vertreten. Inzwischen ist agroXML in verschiedenen Farm Management Informationssystemen implementiert. In weiteren Projekten wird die Ent-wicklung bestimmter Teilaspekte (beispielsweise Precision Farming (pre agro II Projekt) und Tierhaltungsdaten (IT FoodTrace Projekt)) derzeit fortgeführt.


Fazit

Es hat sich gezeigt, dass ein XML-basiertes Datenaustauschformat für die Landwirtschaft das Potenzial besitzt, Prozesse der Dokumentation von Maßnahmen zu vereinfachen. Inzwischen haben Hersteller von Farm Management Informationssystemen begonnen, die agroXML-Schnittstelle in Produktivversionen ihrer Software umzusetzen. Allerdings sind auch neue Fragen aufgetaucht. Das Datenformat gibt zwar eine standardisierte Struktur und den Aufbau von Dateien vor, es ist aber noch notwendig, mit den Mechanismen des eigentlichen Austausches von agroXML-Datenpaketen Erfahrungen zu sammeln.