Streuung von Spritzmitteln

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Hier entsteht ein Portfolio zur Mathematischen Modellbildung zum Thema Streuung von Spritzmitteln.

Ziel des Projekts[Bearbeiten]

Ziel ist es, anhand der äußeren Voraussetzungen (z.B. der Nähe zu benachbarten Feldern, Windrichtung und -stärke) zu berechnen, wie Pflanzenschutzmittel (kurz PSM) auf den eigenen Anbauflächen gespritzt werden können, sodass dies sich nicht auf andere (eventuell unbehandelte) Agrargebiete auswirkt.

Fachwissenschaftliche Grundlagen[Bearbeiten]

  • Sek I:
    • Tabellenkalkulation
    • Funktionsgraphen
  • Sek II:
    • Vektoren
    • Matrizen
    • Extremwertprobleme
  • Uni:
    • Diffusionsgleichung

Softwarenutzung[Bearbeiten]

  • GeoGebra
  • wxMaxima

Zuordnung zu den Nachhaltigkeitszielen[Bearbeiten]

SDG 3: Good Health and Well-being

SDG 9: Industry, Innovation and Infrastructure

SDG 15: Life on Land

Modellierungszyklen[Bearbeiten]

Modellierungszyklus I[Bearbeiten]

Zunächst wird der generelle Streuungsprozess durch Wind dargestellt. Hierbei wird ein zu behandelndes Feld in GeoGebra als Viereck erstellt. Der Vektor u wird durch die Windstärke w und die Windrichtung α (wobei α = 0° hier einer Windrichtung NO entspricht), sowie einer Zeiteinheit t definiert. Als Approximation eines Diffusionsprozesses stößt dieser Ansatz jedoch schnell an seine Grenzen, denn die PSM würden hierbei im Laufe der Zeit immer weiter verstreut werden, dies trifft in der Realität natürlich nicht zu, da sie durch die Schwerkraft auch zum Boden hin getrieben werden.

Modellierungszyklus II[Bearbeiten]

Um nun eine Annährung an die tatsächliche Verteilung der PSM zu generieren, wollen wir ein Feld in Maxima so erstellen, dass mit Hilfe von Diffusionsgleichungen eine reale Verteilung der Spritzmittel dargestellt wird.