Das Projekt gliedert sich in verschiedene, „Pillars“ (Säulen) genannte Unterprojekte, die jeweils spezifische Ziele verfolgen und besondere Methoden einsetzen.
Pillar 2: Skalenübergreifende Ansätze beim Monitoring entscheidender Umweltparameter
Verantwortlich: Enrico Tomelleri
Pillar 2 entwickelt und testet Ansätze für das Monitoring von Böden, Vegetation und meteorologischen Phänomenen, anwendbar in verschiedenen Größenordnungen – vom einzelnen Grundstück bis zu Flächen von über 1000 km2. Dabei sollen satellitengestützte, drohnengestützte und bodengestützte Fernerkundung, Bodensensoren und Modellierung integriert werden.
Damit verfolgt Pillar 2 zwei wissenschaftliche Ziele:
a) Umweltprozesse besser zu verstehen: vor allem den Wasser- und Energietransfer zwischen Boden, Vegetation und Atmosphäre und die Vegetationsentwicklung bzw. ihre zeitlichen und räumlichen Muster in landwirtschaftlich genutzten Flächen und anderen alpinen Ökosystemen
b) zu evaluieren, welches Synergie-Potential Sensoren haben, und Methoden zu entwickeln, um die Daten aus unterschiedlichen Arten von Erdbeobachtung, aus Grundnetzwerken und aus Modellen beim Monitoring entscheidender Umweltparameter zu integrieren
Außerdem liefert Pillar 2 Daten für Anwendungen in den Bereichen Landwirtschaft und Energie (Pillar 3).
Testgelände der EURAC wird vor allem Grünland sein. Ergänzt werden die Untersuchungen aber durch Aktivitäten in bereits existierenden, von der Laimburg, der Freien Universität Bozen oder anderen Provinzbehörden betriebenen Testgeländen in Obstgärten und Wäldern.
Die Untersuchungen werden sich hauptsächlich auf die Landwirtschaft konzentrieren, aber auch Waldgebiete einschließen: Hier werden eventuelle Aktivitäten gemeinsam mit der Laimburg, der Universität Bozen und den Waldbehörden definiert werden und an Forschungsaktivitäten zum Wald im Rahmen von Pillar 3 anknüpfen.
Pillar 3: Anwendungsgebiete relevanter Umweltparameter
Verantwortlich: Fabrizio Mazzetto
Das Monitoring der Umweltbedingungen liefert auch wichtige Informationen für biologische Produktionsprozesse. Sollen in land- und forstwirtschaftlichen Betrieben Rentabilität, Nachhaltigkeit und Qualität in Einklang gebracht werden, so sind nämlich unbedingt Aspekte zu berücksichtigen wie:
- die Einführung von Produktionssystemen, die die Umweltbelastung möglichst gering halten - etwa mit Hilfe von Tools, die alle Inputs, vor allem aber potentielle chemische Schadstoffe wie Düngemittel und Pestizide automatisch kontrollieren
- die Anwendung moderner Management-Lösungen, um die Kontrollen durch die Firmenleitung zu verbessern und damit eine höhere Arbeitsproduktivität und niedrigere Produktionskosten zu erzielen
- Förderung automatisierter Dokumentationsformen, die auch in land- und forstwirtschaftlichen Betrieben zur Qualitätszertifizierung dienen können (z. B. ISO 9000 und 14000, usw.), die Produktionsprotokolle transparenter machen und die Rückverfolgbarkeit von Produkten garantieren; so kann das Informationsbedürfnis von Seiten des Markts und der Verbraucher werden erfüllt.
Allgemeine wissenschaftliche Zielsetzung von Pillar 3 ist es:
- ein konzeptionelles Modell zu entwickeln, das mittels eines Informationssystems alle Monitoring-Aktivitäten in einem Unternehmen integriert, d.h. alle Informationen aus dem Umwelt-, Betriebs- und Produktions-Monitoring, inklusive der physiologischen Daten (Link zu Pillar 4);
- festzulegen, wie diese Informationen mit externen Daten integriert werden können, die von Beobachtungen auf höherer (Gebiets-) Ebene stamme (Link zu Pillar 2);
- Technologien und Methoden zu entwickeln, um die verschiedenen Möglichkeiten des Monitorings für einzelne Unternehmen verfügbar zu machen, ohne dass diese hohe Investitionen tätigen oder hochqualifiziertes Personal einstellen müssen (Link zu Pillar 5).
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Pillar 4: Zerstörungsfreie Testmethoden in der Landwirtschaft
Verantwortlich: Angelo Zanella, Michael Oberhuber
Pillar 4 hat zum Ziel, sensorbasierte und spektroskopische Methoden zur zerstörungsfreien Qualitätsbeurteilung von Lebensmitteln einzuführen. Spektroskopische Daten werden mit konventionellen internen und externen Qualitätsparametern korreliert, um Systeme zur Vorhersage von Qualität und Lagerungspotential landwirtschaftlicher Produkte zu entwickeln. Pillar 4 wendet die in der Plattform von Pillar 5 verfügbare Technologie an, evaluiert sie und entwickelt sie weiter, und weitet die Anwendung der sensorgestützten Monitoring-Technologien auf die gesamte landwirtschaftliche Versorgungskette aus, vom Acker bis zum Teller. Durch die Verknüpfung der Ergebnisse aus Pillar 4 mit den Vor-Ernte-Daten aus Pillar 2 und Pillar 3 wird es möglich sein, die Faktoren, die die Lebensmittelqualität beeinflussen, viel umfassender zu beurteilen als dies bisher möglich war. Pillar 4 konzentriert sich auf den Apfel als wichtigstes landwirtschaftliches Produkt Südtirols: somit ist eine enge Einbeziehung der Industriepartner (Pillar 6) und eine pünktliche Umsetzung der Ergebnisse möglich (Pillar 7).
Pillar 5: Technologien und Methoden
Verantwortlich: Roberto Monsorno
Hauptziel von Pillar 5 ist die Definition und Entwicklung einer gemeinsamen "Technologie-Plattform" für die wissenschaftlichen Pillars (2,3 und 4); außerdem koordiniert Pillar 5 die technische Infrastruktur des Projektes (Sensoren, Computerbereich, Struktur der Metadaten, Präsentation der Daten und der Anwendungen).
Zugleich stellt die Plattform ein abstraktes Framework und eine IT-Infrastruktur dar, die folgende Erfordernisse erfüllen:
- Wissensaustausch zwischen den Südtiroler Forschungsinstitutionen und den KMU zum Thema integriertes Umwelt-Monitoring;
- Definition gemeinsamer Ansprüche, Empfehlungen und Standards, um eine Sensorik-Datenbank für Südtirol aufzubauen;
- Design und Aufbau einer IT-Infrastruktur für die Verwaltung der Daten, Produkte und Dienstleistungen in Zusammenhang mit den wichtigsten Testgeländen des Projektes; dabei geht es um:
- Kenntnis/Betrieb von Sensoren
- Daten- und Metadatenstruktur
- Präsentation der Daten und der Anwendungen
- Computerbereich
Pillar 6: Integration von Unternehmen und Industrie
Verantwortlich: Johannes Brunner
Ziel ist hier, die Zusammenarbeit von Wissenschaft und Industrie innerhalb von MONALISA zu verstärken. Dadurch sollen der Wissens- und Informationstransfer zwischen den Partnern und künftige Kooperationsprojekte gefördert werden.
Pillar 7: Einbeziehung der Nutzer
Verantwortlich: Marc Zebisch
Im Rahmen von MONALISA werden potentielle Nutzer der Daten und Ergebnisse von Anfang an in alle wichtigen Prozesse einbezogen. Die Erfordernisse der Nutzer sind ein wesentlicher Bezugspunkt für alle Bereiche des Projekts. Außerdem tragen die Nutzer dazu bei, Nützlichkeit und Qualität des Projektes zu bestätigen und eine Vorstellung davon zu entwickeln, in welcher Richtung Forschung und Produkte in Zukunft (über die ersten 3 Jahre des Projektes hinaus) weiter entwickelt werden sollen.
