Phänologischer Kalender für Trachtpflanzen

Im Prinzip ist es das, allerdings ist der Median nicht das richtige Maß, das wir brauchen, sondern der Mittelwert. Median ist - wie bei dir korrekt berechnet - der 23.05.2015, wir benötigen aber das arithmetische Mittel, das wäre der 31.05.2015.

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Alles klar. Das klappt mit

def date_mean(series):
    import math
    return pd.to_datetime(math.floor(series.astype('int64').mean()))

ebenfalls:

>>> date_mean(frame[0])
2015-05-31 00:00:00

Danke!

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Versuche einmal zu skizzieren wie eine Lösung aussehen könnte

  • Import der Daten vom DWD-Server
    – Beobachtungsdaten pro Frucht
    – Datensätze der Standorte
  • ggf. Anpassung / Konvertierung der Daten, z.B. Zahlenformat
  • Anreicherung der Beobachtungsdaten mit Geodaten, d.h.
    – über die Standort-ID Längen- und Breitengrad in Datensatz 2 ermitteln
    – dies in Datensatz 1 hinzufügen
    – über die Geodaten Bundesland oder Regierungsbezirk, … bestimmen
  • Datums-Mittel berechnen (arithm. Mittel / mean) pro Bundesland pro Frucht für Phasen-ID “5”
  • als annotation pro Bundesland je für alle relevanten Zeigerpflanzen / Frucht bei Grafana zur Verfügung stellen.
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Affirmative, thanks!

Fände ich eigentlich auch Sinnvoll. Also beides. Von der jetzigen Natur der Darstellung im Grafana ist es ja eher selten so, dass man in die Zukunft hinaus zoomt. Will sagen, dass die Annotation gar nicht sichbar ist, solange man nicht dort hin zoomt.

Dennoch ist es natürlich total sinnvoll darüber Bescheid zu wissen.

Hab mich gestern mit Andreas unterhalten, am schönsten wäre es, man würde sich bei dem Phänologischen Vorraussage an dem SunMoon plugin orientieren insofern, dass die Graphen eine (von jahr zu Jahr bereinigte) Funktion als Grundlage haben.

Sobald aber der Zeitpunkt gekommen ist, dass eine Blüte begonnen hat, würde man sich eigentlich den tatsächlichen Zeitpunkt in den Daten wünschen um dort dann auch das Verhalten der Bienen damit korrelieren lassen zu können, bzw. den Honig zu bestimmen ;). Oder?

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Darstellung der Blütephasen

Das gute vis.js kann schöne Timeline Visualisierungen erzeugen.

Den Gestaltungsmöglichkeiten im Detail scheinen keine Grenzen gesetzt.

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Neben den oben gelisteten Rohdaten gibt es vom DWD auch jährliche geografische Rasterdaten, die könnten für uns interessant sein:
ftp://ftp-cdc.dwd.de/pub/CDC/grids_germany/annual/phenology/.

So weit ich mit entsinne haben wir nicht für alle Pflanzen den kompletten Blütenzyklus von Blühbeginn bis Ende Blüte, daher werden wir das vermutlich nicht brauchen können.

Noch eine Frage dazu. Die Daten sollen ja parallel mit den Stockdaten in Grafana landen, dann bringt uns vis.js Co. ja nichts, oder?

Es wäre eine alternative Darstellungsform, die für den Anfang deutlich leichter zu erschließen ist als die Integration in Grafana, sobald wir die Daten in der entsprechenden Form vorliegen haben.

Als reguläre Annotationen lassen sich die Zeitpunkte natürlich bereits einfach eintragen. Unser langfristiger Wunsch, die Daten über ein Addon à la Sun and Moon datasource im Grafana zur Verfügung zu stellen, erfordert jedoch deutlich mehr Aufwand.

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Eine tolle Idee die es gilt umzusetzen!
Peter

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Implementierungsplan

Wir sollten uns dem Thema nun kurz und intensiv widmen, da die Bienensaison ja schon bald losgeht und es nicht abzusehen ist, dass wir sonst mittelfristig anderweitig dazu kommen werden.

Unser Vorschlag ist es, ein standalone Programm in Python zu entwickeln, das am besten beschrieben werden kann als: “phenodata is a data acquisition and manipulation toolkit for open access phenology data”.

BBCH Code

Im Rahmen von Forschungsarbeiten zur Grundsteinlegung stoßen wir gerade auf den BBCH Code [1] zur Klassifizierung von Wachstumsphasen, siehe auch [2,3].

USA-NPN

Die Infrastruktur des USA National Phenology Network (USA-NPN) [4] ist ebenfalls nicht von schlechten Eltern. Es bietet offene Daten [5] (auch in Form einer API) sowie ein tolles interaktives Visualisierungstool [6] dazu an.

Weitere Phänologienetzwerke

Da wir die Angelegenheit von der Architektur her betrachtet skalierbar machen wollen, kann uns die Sammlung unter “Phenology Networks Around the World” [7] gut weiterhelfen. Dort sind wir auch auf das “Global Phenological Monitoring” Projekt [8] gestoßen, das im Fachgebiet Agrarklimatologie [9] des Departments für Nutzpflanzen- und Tierwissenschaften an der Lebenswissenschaftlichen Fakultät der Humboldt-Universität zu Berlin angesiedelt ist. Hier wird ebenfalls der BBCH Code [1] zur Klassifizierung verwendet [10].

Feedback welcome!

Relevante Pflanzenarten

P.S.: Eine erste konkrete Frage hätte ich an die Imker unter Euch: Welche konkreten Spezies aus [11] wollen wir denn fürs Erste haben? Also welche Pflanzen sind relevant für die Bienen? Es wäre toll, wenn Ihr dazu eine Liste zusammenstellen könntet, schließlich werden Hafer oder Gerste ja vermutlich nicht dabei sein, stimmts? ;]


[1] BBCH-Code – Wikipedia
[2] http://www.agrometeo.ch/sites/default/files/u10/bbch-skala_deutsch.pdf
[3] http://www.reterurale.it/downloads/BBCH_engl_2001.pdf
[4] https://www.usanpn.org/
[5] Explore Data | USA National Phenology Network
[6] Visualization Tool | USA National Phenology Network
[7] Phenology Networks Around the World | USA National Phenology Network
[8] http://gpm.hu-berlin.de/
[9] Agricultural Climatology — Albrecht Daniel Thaer-Institut für Agrar- und Gartenbauwissenschaften
[10] Phasen
[11] ftp://ftp-cdc.dwd.de/pub/CDC/observations_germany/phenology/annual_reporters/

Weitere Links:
[A] Phänologischer Kalender
[B] Open weather data
[C] https://weather.hiveeyes.org/
[D] Bienenfreundschaft.de - Phänologischer Kalender

Wunschliste relevanter Pflanzenarten

Wir tasten uns gut an die Strukturierung der hier relevanten Details heran. Vielen Dank an @clemens, @peterthiemer, @weef und @wtf für Eure Rückmeldungen zum Thema (folgend Zusammenfassungen aus mails)

Gruppierungen

  • primär, “must have”
    Die wichtigsten Tracht- und Zeigerpflanzen
  • sekundär, “nice to have”
    Tracht und Zeiger, v.a. lokale oder Imkerpraxis-Bedeutung
  • tertiär, "unlikely’
    Möglicher Erkenntnisgewinn nur sehr schwer und nicht ausschließlich durch pheno-DWD-Daten erlangbar - die können wir hier in den Überlegungen weglassen

Pflanzenarten

Spannend ist der jeweilige Blühbeginn (Pollen- und/oder Nektarlieferant jetzt nicht weiter unterschieden; Unterarten teilweise unterschieden):

  • primär
    Angefangen mit dem wichtigsten: die Hasel (jene Pflanze, der wir in unseren Breiten nach der letzten Eiszeit die dauerhafte Existenz der Dunklen Europäischen Biene verdanken). Dann: Schneeglöckchen, Sal-Weide, Löwenzahn, Süßkirsche, Apfel, Winterraps, Robinie, Sommer Winter-Linde, Heidekraut. - Damit ist das Bienenjahr abgedeckt (bei ‘uns’).

  • sekundär
    Dann gibt es noch einige, die der DWD vermerkt und die für Bienen (teils erhebliche) Trachtbedeutung haben und/oder für die imkerlichen Praxis Zeitpunkte markieren. Diese Angaben zu haben, wäre schön - sie haben aber auch schon wieder teilweise nur regionale/lokale Bedeutung:
    Wildkirschen (DWD: Kornellkirsche, Traubenkirsche), Stachelbeere, Johannisbeeren, Schlehe, Huflattich, Ahorn, Sonnenblume, Birne, Schwarz-Erle, Roßkastanie

  • tertiär bzw. akademisch
    Teilweise sehr wichtige, aber schwer zu fassende, nur lokal bedeutsame oder nur durch andere kombinierte Beobachtungen nutzbare Quellen:

    • Honigtauquellen
      Fichte, Kiefer, Tanne hätte der DWD. Andere infrage kommende Laubbäume ebenfalls (Ahorn, Birke, Birne, Linde, Eiche, Kastanie, Holunder,…).
      Die Lebenszyklen der jeweils nötigen Läuse bedingen jedoch, daß aus der Blüte der genannten allein noch keine Tracht ableitbar ist.

    • Pheno-Kalender als Hilfe bei möglichen Vergiftungen
      Mais, Raps und Sonnenblume. - Wenn gesprüht wird, dann selten im Zusammenhang mit der Blüte, auch ist dann eher der Pollen und seltener der Nektar schlecht, so daß der zeitliche Zusammenhag noch schwieriger zu erkennen wäre.

Andere Wünsche

@clemens wünscht sich weiterhin:

  • Wir sollten uns auf die “annual_reporters” im Zeitabschnitt “recent” beschränken.
  • Ahorn und Roßkastanie würde ich fast schon primär sehen, zumindest in den Städten. Das ist hier die Frühtracht während auf dem Land das Obst dominiert.
  • weitere, noch nicht genannte für Imker interessante Pflanzen aus dem DWD-Angebot:
    Pflaume, Himbeere, Brombeere, Traubenkirsche, Zweigriffliger Weißdorn
  • Meine (erweiterte) 10er-Liste ist:
    Winterraps, Sonnenblume, Mais, Apfel, Birne, Süßkirsche, Sauerkirsche, Himbeere, Brombeere, Hasel, Heidekraut, Löwenzahn, Robinie, Rosskastanie, Sal-Weide, Spitz-Ahorn, Winter-Linde
  • Edel-Kastanie, Kornblume, … gibt es nicht, oder?

@peterthiemer wünscht sich noch die Aufnahme des Schwarzen Holunders (u.U. als botanische Zeigerpflanze).

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Ich stoße gerade noch auf ein anderes Beobachtungsnetzwerk: naturgucker.de wird vom NABU betrieben. Dieses Jahr findet erstmals eine Kooperation mit dem DWD statt. Im Unterschied zu den sonstigen Beobachtungen des DWD, welche dauerhaft von einzeln bestimmten Ehrenamtlichen durchgeführt werden, wird hier jedermensch aufgefordert, Beobachtungen direkt zu melden.

Mit den genauen Gegenständen der Beobachtung sowie der informationstechnischen Bereitstellung der Daten habe ich mich jedoch nicht befasst – dieser Beitrag soll nur als erster Hinweis auf diese Quelle dienen.

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naturgucker mit diy-faktor, das finde ich ja toll: da könnte ich also regelmäßig selbst losstapfen in konzentrischen kreisen um meinen bienenstand, meine beobachtungen bei naturgucker.de hochladen und dann - vorausgesetzt, das lässt sich mit radius um einen ort dort rausziehen - genau meine eigenen beobachtungen (plus das was andere im selben radius um meinen standort eingeben) in den graph importieren. wie gesagt, cool fänd ich das: diese kombination von selber beobachten und in die erfassung und darstellung einfließen lassen.

Du kannst dich auch gerne beim DWD melden. Die suchen noch Beobachter Wetter und Klima - Deutscher Wetterdienst - Der Deutsche Wetterdienst sucht ehrenamtliche phänologische Beobachterinnen und Beobachter

aber der DWD sucht doch nur für bestimmte stellen. in der aktuellen liste mit den gesuchen finde ich leider meine postleitzahl (10999) nicht.

Dürfen wir dazu aufrufen, das “phenodata” Programm in der aktuellsten Version ordentlich durchzutesten und uns Rückmeldungen oder weitere Wünsche zu übermitteln?

Mit dem ersten Schwung wären wir soweit durch, siehe https://github.com/hiveeyes/phenodata/blob/master/TODO.rst.

Danke!

cool. ich mach mich wochenende dran ans testen.
das ist erstmal unabhängig von hiveeyes-grafana, richtig?
ah, ich erinnere mich gerade, die einbindung von wetterdaten läuft ja parallel und ist dann vielleicht recht einfach auch auf die phäno-daten zu übertragen. ich freu mich jedenfalls auf beides.

Danke!

Richtig, wir haben erstmal die Hausaufgaben gemacht, deswegen ist “phenodata” ein komplett standalone Tool geworden. Wir haben natürlich auf der Agenda, die Ereignisse auch ins Grafana einzubinden, aber der Teufel steckt wie immer im Detail und neben der initialen Grafana Lernkurve will das Ganze auch gut durchdacht sein.

Dito! ;]

Zuerst einmal vielen Dank - wieder einmal - für die tolle Arbeit, @Andreas! Win10 hat ja nun auch einen guten Linux-Support und man kann mit “bash” in der Eingabeaufforderung ganz schön Ubuntu nutzen.

Dort habe ich alles recht einfach schon vor ein paar Tagen installieren können, auch das update von phenodata 0.3.0 auf die letzte lief problemlos.

Werden Die DWD-Daten eigentlich immer live vom DWD-Server gezogen oder sind die irgenwo gecachet? Wie gesagft gibt es die DWD-Daten auch schon geografisch als “Grid-Daten” aufbereitet. Da müssen wir einmal schauen, ob wir und die nächste Station dann selbst suchen oder ob es Vorteile hat die Grid-Daten zu nutzen, da die z.B. schon berücksichtigen, dass zwischen meinem Standort und der nächsten Station ein Höhenzug liegt, der Unterschied könnte aber auch Erbsenzählerei sein. Ich werde mir auf jeden Fall noch die verschiedenen Datenquellen genauer ansehen, die aktuellen vs. “historic” und die Jahresmelder vs. Sofortmelder.

Die Vorhersage müssen wir uns genau anschauen, ich finde es kritisch, wenn wir Daten die aktuell reinkommen als “Prognose” verwenden. Wenn das direkt neben dem eigenen Stand ist mag das klappen, wenn das in Franke ist und ich auf der Schwäbschen Alb, dann nicht. Der Mittelwert der letzten Jahre vom gleichen Standort geht sicher. Wenn die Meldungen aber erst reinkommen muss man checken ob die schon halbwegs vollständig sind. Der DWE gibt dann immer an von wie viel Prozent der Melder Daten schon vorliegen.

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