Промислове застосування
Особливості прогнозування врожайності зернових структур за даними ДЗЗ
Зернова галузь є найважливішою складовою частиною продовольчого комплексу країни. Близько 60% агропромислового виробництва безпосередньо пов'язано із зерновими ресурсами. Тому зернове виробництво не тільки визначає основу продовольчої безпеки країни, але і є системоутворюючим для інших секторів сільського господарства, і, перш за все продукції тваринництва.
Особливу актуальність для управління сільськогосподарським виробництвом має завдання поетапної оцінки та уточнення врожайності зернових культур і валових зборів, як у розрізі окремих господарств, так і на рівні адміністративних районів суб'єктів РФ, як в умовах нормального відтворення, так і в умовах стихійних лих. Дана ситуація ускладнюється погіршенням екологічного стану земель і суттєвими порушеннями агротехніки обробітку, що призводять до зменшення продуктивності сільськогосподарських культур.
Повноцінний моніторинг сільськогосподарських культур для досягнення практично значущих результатів моделювання (прогнозування врожайності, посух, аналіз причин зниження продуктивності, зміни екологічної ситуації) вимагає збору великого обсягу даних, що не завжди можливо. Значення вихідних параметрів контролю змінюються не тільки в просторі, але і в часі.
У Центрі дистанційного зондування землі Югорського НДІ інформаційних технологій функціонують приймальні комплекси в області космічного моніторингу - універсальний пункт прийому та обробки інформації з антеною діаметром 3,7 м. і приймальня антена ТНА-9П (діаметр 9 м.). Прийняті на дані комплекси зображення із супутників TERRA і МЕТЕОР-3М дозволяють проводити щоденний моніторинг всієї с / г зони півдня Західного Сибіру.
Розроблено WEB інтерфейс для перегляду результатів тематичної обробки. Є можливість інтерактивного накладення карти доріг і населених пунктів. Організація даних у вигляді локального WEB сервера дозволяє включати нові дані, що надходять по електронній пошті або завантажені з FTP сервера.
У 2004 р. проводилися роботи з прогнозування врожайності ярих зернових культур на замовлення департаменту агропромислового комплексу адміністрації Тюменської області.
Для створення на основі зазначеного методу комплексної технології Прогнозування врожайності зернових необхідні ІНВЕСТИЦІЇ в розмірі близько 30 млн. руб. ($ 1 млн.), для: удосконалення технології та методів інтерпретації та обробки даних; маркетингових робіт і просування створеної технології на ринок (в т.ч. - створення комерційної компанії, штат, відрядження, договору, реклама). Роботи зі створення технології ведуться в рамках Юнії ІТ за рахунок бюджетного фінансування, якого недостатньо для розвитку та впровадження технології на ринок.
Обсяг раніше зроблених інвестицій за проектом складає близько $ 2 млн. Мінагрополітики Україна виділять з держбюджету поточного року 4,2 млн.грн. на впровадження нових технологій в АПК.
Міністерство аграрної політики України отримає в 2006 р. з держбюджету 4,215 млн. грн. на впровадження нових технологій в агропромисловому комплексі. Це закріплено в постанові Кабінету Міністрів № 518 від 19 квітня ц.р. Зокрема, будуть профінансовані такі програми та проекти: - Наукове обгрунтування стратегії формування ринку зерна відповідно до вимог продовольчої безпеки Україні - 60 тис. грн.; - Оцінка стану і прогнозування врожайності озимої пшениці на основі комплексної обробки наземної інформації та інформації дистанційного зондування Землі (на прикладі Київської області) - 220 тис. грн.; - Розробка нових методів і прийомів підвищення врожайності та поліпшення якості зерна нових сортів пшениці - 80 тис. грн.; - Розробка технологічних і екологічних заходів щодо стабілізації виробництва високоякісного зерна зернових і зернобобових культур у Східному Лісостепу і Південного Степу України - 70 тис. грн.; - Створення української м'ясної породи овець - 50 тис. грн.; - Створення гнучких технологічних процесів механізованих робіт виробництва продукції рослинництва - 100 тис. грн.; - Розробка методичних рекомендацій щодо впровадження системи управління безпечністю харчових продуктів на основі принципів НАССР на підприємствах харчової промисловості - 50 тис. грн; - Розробка експериментального проекту заводу з виробництва біоорганічних добрив сільськогосподарських відходів потужністю 20 тонн на добу із застосуванням новітніх біотехнологій - 99,5 тис. грн.; - Розробка механізму інноваційного провайдингу в агропромисловому виробництві в умовах ринку - 70 тис. грн.; - Розробка технології вирощування та системи сертифікації безвірусного посадкового матеріалу плодових і ягідних культур в Україні - 150 тис. грн.; - Розробка та обгрунтування напрямів розвитку і важелів підтримки малого та середнього підприємництва - 80 тис. грн.; - Розробка та впровадження на рівні сучасних вимог селекційно-генетичних та технологічних методів підвищення виробництва продукції тваринництва та птиці в південному регіоні - 103 тис. грн.
Уявімо ситуацію, що реальні посівні площі насправді менше звітних. До чого це призводить? Вже на етапі планування завищується потреба по всіх видах витрат, причому відсоток завищення планованих витрат відповідає відсотку відхилення фактичної площі від розрахункової.
Головна проблема в тому, що в більшості випадків облік виконаних робіт для нарахування заробітної плати, облік витрат ПММ, ЗЗР та добрив проводиться на всю площу поля. Наприклад, якщо реальна площа поля 100 га, а за нашими картографічним даними - 105 га, тоді буде невиправдано нараховано 5% заробітної плати, і, залежно від сумлінності виконавців, буде або економія витрат (наприклад, по ПММ), або будуть перевищені нормативні норми внесення ЗЗР та добрив. Спотворюється інформація про врожайність культур. Як наслідок - зниження цього важливого для оцінки роботи виробничників і в цілому господарства показника, а також помилки в розрахунках виносу поживних речовин.
У випадку, коли фактичні площі перевищують звітні - ситуація протилежна. Наслідком буде недофінансування статей витрат, зниження норм внесення ЗЗР та добрив, тобто порушення технології, що призведе до зменшення фактичної врожайності, і постійний перевитрата ПММ, який змусить переглянути норми витрат палива.
Причиною цих невідповідностей є:
• постійне перенесення-накат польових доріг;
• сусід, прихопив плугом;
• розростання лісопосадки.
З цими проблемами постійно стикаються фермери. Вихід один - впровадження геоінформаційної системи (ГІС), яка вирішить велику частину проблем контролю, аналізу і практично повного раціонального планування сільськогосподарських робіт.
У розвинених країнах світу переходять на технології точного землеробства. Системи точного землеробства отримують все більше застосування. Вони базуються на новому погляді на сільське господарство, в якому сільськогосподарське поле, неоднорідне за рельєфом, агрохімічному вмістом поживних речовин, потребує застосування на кожній ділянці найбільш ефективних агротехнологій. Технології точного землеробства спрямовані на підвищення продуктивності, зменшення собівартості продукції та збереження навколишнього середовища.
Науковий і технічний прогрес дозволяє сьогодні широко використовувати в землеробстві сучасні технології під час планування та виконання агротехнологій. Сьогодні вже досить широко використовують бортові комп'ютерні системи, GPS-приймачі, засоби дистанційного зондування Землі (ДЗЗ), геоінформаційні системи (ГІС).
Точне землеробство включає в себе велику кількість елементів, які поділяються на три основних етапи:
• Збір інформації про господарство, поле, культурі;
• Аналіз інформації і прийняття рішення;
• Виконання рішень - проведення агротехнологічної операції.
У розвинених країнах, перед тим як приступити до землеробства, необхідно виміряти поля по факту (якщо вони не були виміряні), що б фермер зміг скласти точний план витрат на свої площі. У результаті вимірювань поля складається електронна карта поля.
Електронна карта надає можливість вести базу даних за необмежений проміжок часу і за кількома показниками.
Переваги карти поля:
• дає можливість вести облік і контроль усіх сільськогосподарських операцій, тому що базується на точних даних: площі полів, відстань доріг, населених пунктів тощо;
• допомагає провести повний аналіз умов, які впливають на зростання рослинності на даному полі;
• дозволяє оптимізувати виробництво з метою отримання максимального доходу, а також раціонального використання у виробництві ресурсів;
• вести паспортні дані щодо сільськогосподарських угіддях з урахуванням прив'язки до року врожаю;
• перегляд і аналіз тематичних карт агрохімічного моніторингу полів, оброблюваної культури, внесених добрив, урожайності, економічної ефективності культури тощо;
• облік і аналіз наслідків при різних несприятливих погодних умовах, та інших показників засобом безпілотної авіації (площі полеглости посівів, вимерзлих ділянок посівів, стадії дозрівання, забур'яненість полів);
• формування статистичних довідок і звітів.
Для чого потрібна електрона карта полів?
• Для обліку сівозмін;
• Для картування врожайності;
• Для обстеження грунтів;
• Для статистичного та тематичного аналізу даних;
• Для планування виробничих процесів.
Електронна карта поля – це зручно, наочно, ефективно. Можливість оперативного внесення змін, швидкий доступ до будь-якої внесеної інформації, створення електронної карти поля:
На етапі планування вам потрібно визначитися з наповненням і методом виготовлення електронної карти. Від цього етапу буде залежати масштабність робіт і підбірка матеріалу для картування (векторизации). Це означає, що необхідно визначити які тематичні шари будуть потрібні (дороги, населені пункти, гідрографія, лісові насадження, рельєф і т.д.). Матеріал для векторизации може бути двох видів: супутникові або аерофотознімки високого дозволу (метрового);
Вибір одного з двох шляхів буде залежати від точності і терміновості виконання проекту, а так само недорогого шляху в порівнянні. Якщо ми підемо шляхом векторизації аерофотозйомки або космічного знімка високого дозволу, то вам необхідно лише замовити ці знімки з архіву, або безпосередньо зйомку. Потім, потрібно лише довантажити знімки. Якщо вони не мають просторової прив'язки, то потрібно їх спочатку прив'язати і тільки потім вже довантажувати. Після того як ми довантажити знімки, можна починати векторизацію.
• дані координат меж полів, отриманих за допомогою об'їзду полів з GPS / Глонас навігатором. Що стосується другого способу, то вам потрібен тільки GPS / Глонас приймач, об'їхати межі полів, завантажити отримані дані в ГІС, і по них вже отвекторізовать кордон полів. А в якості підкладки можна використовувати космічні знімки низького дозволу (15-20 м., на піксель), які лежать в інтернеті в загальному доступі. Після того як ми з GPS-приймачем об'їхали поля, вивантажує дані b імпортуємо в проект.
• Вибір методу; Методи вимірювання характеристик полів (межі, периметр, площа):
• GPS-приймачем; Обхід (об'їзд) межі поля з використанням GPS-обладнання та спеціалізованого програмного забезпечення. Цей метод виконується з використанням GPS. За даними GPS-приймача визначається фактичне місце розташування межі поля
• дистанційне зондування Землі (ДЗЗ).
Дистанційне зондування - це отримання інформації про властивості об'єктів або явищ за допомогою реєстрованого пристрою, який не має з ними контакту.