ГІС-Технології В Сільському Господарстві Та Їх Переваги
Можливість оперативного збору та аналізу даних про поля – одна з багатьох причин використання ГІС в сільському господарстві. Дані для геоінформаційних систем (ГІС) отримують як з приладів та техніки безпосередньо на полях, так і з дронів та супутників в небі. Зібрана інформація є корисною для розв’язання різноманітних задач агропромислової галузі – від застосування методів точного землеробства і прогнозування врожайності посівів до моніторингу чисельності та переміщення худоби. ГІС-технології в сільському господарстві, які регулярно застосовуються великими та малими підприємствами агросектору, сприяють підвищенню короткострокового прибутку й реалізації довгострокових цілей сталого розвитку.
Що Таке ГІС-Технології В Сільському Господарстві?
Геоінформаційні системи – це інструмент для створення багатошарових інтерактивних карт, необхідних для візуалізації складної для сприйняття інформації та просторового аналізу. ГІС-технології застосовуються для збору, систематизації та аналізу даних про поля, а також віддаленого моніторингу стану сільськогосподарських культур. Ефективне використання ГІС-технологій в сільському господарстві забезпечується завдяки використанню сучасних систем та обладнання, зокрема, GPS, робототехніки, а також моніторингу посівів за допомогою супутників та дронів.
Візуалізація даних, отриманих за допомогою ГІС-технологій в сільському господарстві, дає змогу визначати тенденції та закономірності розвитку рослин, своєчасно виявляти зміни та усувати проблеми. У точному сільському господарстві ГІС-технології оптимізують процес збору та інтерпретації масиву даних про поля та сприяють прийняттю ефективних управлінських рішень.
ГІС-технології уможливлюють максимально результативне використання потенціалу угідь, що підвищує врожайність сільськогосподарських культур, оптимізує витрати та мінімізує шкоду для довкілля.
Агрохолдинги можуть підтримувати високу продуктивність шляхом використання ГІС-технологій в сільському господарстві для віддаленого моніторингу великих площ та оперативного реагування на проблеми. Саме тому ГІС-рішення з можливістю багатофакторної оцінки небезпеки мають великий попит у різних галузях агросектору.
Збір Та Обробка Даних ГІС Для Сільського Господарства
ГІС-технології для моніторингу сільськогосподарських полів включають як апаратне, так і програмне забезпечення. До апаратного може відноситися будь-який пристрій: від ноутбука та комп’ютера до дрона та супутника. Програмне забезпечення використовується для створення карт, які відображають місце розташування та загальний стан сільськогосподарських культур, особливості рельєфу, тип ґрунту, види використовуваних добрив тощо. Розглянемо докладніше, як саме збираються дані геоінформаційних систем у сільському господарстві.
Дистанційне Зондування
Дистанційне зондування – це сканування поверхні Землі з повітря або космосу. Знімки середньої розподільної здатності найкраще виконує супутник Landsat-8, який здійснює один оберт навколо планети кожні 16 днів і працює з дев’ятьма діапазонами видимого світла, а також тепловим інфрачервоним випромінюванням (TIR), невидимим для людського ока . Зображення Landsat-8 використовують для моніторингу стану посівів, нашестя шкідників, вмісту поживних речовин, вологовмісту тощо. За допомогою ГІС-технологій для сільського господарства зібрані дані візуалізуються у вигляді цифрових зображень для більш ефективного вирішення таких масштабних завдань, як точне зрошення або виявлення хвороб рослин на полях.
Крім Landsat-8, приватні компанії все частіше запускають власні штучні супутники. На основі супутникових даних створюються програми для конкретних задач на кшталт моніторингу забезпечення вологи на полях чи коливань температури. Аналітика супутникових знімків дає змогу більш точно та предметно використовувати ГІС-технології в сільському господарстві.
Технології GPS
Інтеграція GPS та ГІС-технологій в сільське господарство дає змогу збирати дані в режимі реального часу, з урахуванням географічних координат. Іншими словами, сільгоспвиробники можуть підвищити ефективність використання ресурсів за допомогою спеціального обладнання для точного визначення ділянки, яка потребує певної обробки на конкретному підприємстві сільського господарства. Картування полів за допомогою GPS та ГІС-технологій уможливлює аналіз сортів сільськогосподарських культур, висоти рельєфу, меж полів, ефективності систем зрошення тощо.
Сільськогосподарська Техніка
У контексті застосування ГІС-технологій в сільському господарстві датчики сільгосптехніки на полях часто використовуються, аби доповнити інформацію, отриману із супутників. Наприклад, за допомогою GPS-датчиків на сівалках, комбайнах та системах зрошення можна в режимі реального часу аналізувати різні показники стану посівів на кшталт вмісту хлорофілу та вологи із зазначенням конкретної ділянки поля. Деяка сучасна сільськогосподарська техніка, яка підтримує ГІС-технології, може функціонувати автономно на основі зібраних даних; решта використовується як додатковий інструмент ГІС-аналітики.
EOSDA Crop Monitoring
Супутниковий моніторинг – керуйте полями дистанційно за допомогою однієї платформи!
ГІС-Технології Для Сільського Господарства В EOSDA Crop Monitoring
Програмне забезпечення для моніторингу полів за допомогою геоінформаційних систем варіюється в залежності від поставлених завдань. Деякі інструменти відображають види сільськогосподарських культур, інші – ступінь вологості ґрунту. Загалом, завдяки широкому спектру можливостей ГІС-технологій, сільське господарство будь-якого типу можна вивести на якісно новий рівень. Щобільше, таке програмне забезпечення можна використовувати й в суміжних із сільським господарством галузях, наприклад для аналізу економічного прибутку та витрат у процесі лісозаготівлі.
Універсальна цифрова платформа EOSDA Crop Monitoring є прикладом застосування ГІС-технологій в сільському господарстві. Наша платформа містить історичні дані щодо продуктивності поля, аналітику на основі вегетаційних індексів, точні прогнози погоди на 14 днів. До функціонала цієї платформи також входить:
- інструмент скаутингу (оптимізує управління задачами та дає змогу скаутам створювати та надсилати звіти в режимі реального часу);
- журнал польових робіт (допомагає планувати, координувати та контролювати всі польові операції).
Наявність усіх цих функцій в одному місці сприяє розвитку підприємств сільського господарства та організацій, які з ними взаємодіють.
Платформа EOSDA Crop Monitoring може працювати з ГІС-даними для сільського господарства із зовнішніх джерел. Наприклад, інструмент Data Manager дає змогу інтегрувати до бази платформи інформацію з датчиків сільськогосподарської техніки. При цьому система сумісна з SHP та ISO-XML, двома найбільш поширеними форматами файлів, а набір даних може містити кілька метрик. Отримана інформація уможливлює оцінку врожайності конкретної сільськогосподарської культури, аналіз ефективності використання добрив та планування стратегій довгострокового виробництва та розвитку сільськогосподарських підприємств.
Таким чином, функціонал платформи EOSDA Crop Monitoring наочно демонструє важливість використання ГІС-технологій в агросекторі.
Основні Напрямки Використання ГІС В Сільському Господарстві
Останніми роками завдяки розвитку технологій кількість застосунків із можливістю використання ГІС-технологій в сільському господарстві значно збільшилася. Наведемо кілька основних напрямів застосування геоінформаційних систем в агросфері.
Точне Сільське Господарство
ГІС-технології уможливлюють створення докладних карт вегетації та продуктивності полів, що допомагає оптимізувати управлінські рішення в сільському господарстві. За допомогою інструментів ГІС в агрономії можна визначати стан рослинності на всьому полі чи конкретній ділянці. Надалі ця інформація, отримана за допомогою ГІС-технологій, використовується для коригування внесення насіння, поживних речовин, гербіцидів та добрив.
На платформі EOSDA Crop Monitoring також можна створювати карти продуктивності полів, використовуючи дані за попередні роки. Ці карти допоможуть визначити продуктивні та непродуктивні ділянки, які потребують додаткової обробки, зокрема внесення калійно-фосфорних добрив.
Картування Полів
Використання ГІС в агрономії значно полегшує аналіз стану ґрунту та сільськогосподарських культур. Зокрема, ГІС-технології уможливлюють створення карт продуктивності та вегетації на основі NDVI та інших вегетаційних індексів. Щобільше, картування полів допомагає оптимізувати моніторинг посівів та управління сільгоспвиробництвом загалом.
Порівняння стану сільськогосподарських культур у певні дні дає змогу проаналізувати вплив різних чинників на врожайність. Платформа EOSDA Crop Monitoring має функцію розділеного екрана (Split View), за допомогою якою можна порівняти поточний стан поля з даними за минулий тиждень, місяць або навіть рік. Також можна перевірити продуктивність поля у певний день на основі двох різних вегетаційних індексів.
Згідно з даними індексу NDVI на карті вище, деякі поля можуть потребувати повторного посіву, оскільки не все насіння проросло. Однак, розроблений спеціально для моніторингу сходів індекс MSAVI показує рівномірний розподіл рослинності по всьому полю.
Моніторинг Стану Посівів
Перевірка вручну – повільний та трудомісткий метод контролю стану посівів на великій площі. Дистанційне зондування та ГІС-технології для сільського господарства допомагають розв’язати цю проблему.
ГІС-технології в точному сільському господарстві дають змогу визначити, які саме рослини на полі потребують особливого догляду. Наприклад, за допомогою датчиків на супутниках та літаках можна відстежувати температуру сільськогосподарських культур. Аномально високі показники швидше за все вказують на наявність хвороби, нашестя шкідників або зневоднення рослин.
Моніторинг Випасу Худоби
ГІС-технології підходять і для відстеження переміщення тварин. Так, за допомогою інструментів ГІС-технологій для сільського господарства фермери можуть контролювати випас худоби та стежити за її здоров’ям, розвитком, плодючістю та харчуванням. Для використання відповідної програми потрібні трекери, встановлені на тваринах, і портативний пристрій, що отримує та відображає дані з цих трекерів.
Боротьба З Комахами Та Шкідниками
Перевірка великих полів на наявність шкідників потребує значних ресурсів та часу, а інспектування всіх площ часто буває недоцільним. ГІС-технології для сільського господарства на основі супутникових даних у поєднанні з алгоритмами глибокого навчання значно полегшують цей процес.
За вегетаційними індексами на платформі EOSDA Crop Monitoring, можна виявити будь-які загрози на полях: від забур’яненості посівів до хвороб рослин. Завдяки можливостям ГІС-технологій в сільському господарстві, на індексній карті відзначаються конкретні ділянки з низькою вегетацією, і тоді скаутам не потрібно інспектувати все поле. Перевіривши вибрану область, скаут може відразу надіслати знімки з типами погроз на зазначеній ділянці через мобільний додаток EOSDA Crop Monitoring.
Управління Іригацією
Тривала посуха та зливи однаково знижують врожайність. Завдяки ГІС-технологіям у сільському господарстві, фермери можуть оцінити рівень водного стресу кожної сільськогосподарської культури та візуалізувати ознаки надлишку чи дефіциту вологи для подальшого регулювання зрошення.
Зазвичай водний стрес ідентифікують за допомогою індексів NDWI та NDMI, а останній доступний за замовчуванням в EOSDA Crop Monitoring. Індекс NDMI працює в діапазоні від -1 до 1, завдяки чому процес інтерпретації даних інтуїтивно зрозумілий. Негативні значення (близько -1) свідчать про нестачу води, а позитивні (близько 1) – про її надлишок.
Розподіл Поживних Речовин
ГІС-технології в сільському господарстві також можна використовувати, аби з’ясувати, які саме поживні речовини та в якому обсязі містяться в ґрунті. У разі дефіциту поживних речовин, агрономи можуть своєчасно внести добрива додатково.
Прогнозування Врожайності Сільськогосподарських Культур
Оцінка врожайності необхідна як урядовим організаціям, так і приватним компаніям для забезпечення надійного постачання продовольства, а також прогнозування прибутку та складання бюджету. Завдяки розвитку ГІС-технологій для сільського господарства, пов’язаних із супутниковою аналітикою, дистанційним зондуванням, великими даними та штучним інтелектом, цей процес стає дедалі ефективнішим. У продуктах EOSDA прогнози врожайності ґрунтуються на історичних та актуальних супутникових даних, а точність результатів становить понад 90%.
Сільське господарство – це лише одна з багатьох галузей, де можуть застосовуватися ГІС-технології. Також дані системи використовуються для охорони навколишнього середовища, управління знелісненням та лісовідновленням, розбудови міст, ліквідації наслідків стихійних лих тощо.
Використання ГІС-Технологій У Різних Галузях Агросектору
Необхідність використання ГІС в сільському господарстві пояснюється перевагами й можливостями оптимізації виробничих та управлінських процесів не лише для сільгоспвиробників, а решти підприємств агросфери. Розглянемо переваги впровадження ГІС-технологій для деяких галузей докладніше.
Страхові Компанії
ГІС-технології для сільського господарства полегшують аналіз стану полів, що дає змогу страховим компаніям зібрати достатній пул показників для визначення термінів та розмірів виплат за полісом. Надалі страхові агенти можуть використовувати ГІС-інструменти для моніторингу розвитку сільськогосподарських культур та оцінки втрат врожаю.
Банки Та Фінансові установи
За допомогою ГІС-технологій, що застосовуються в сільському господарстві, банки можуть краще зрозуміти потреби місцевих виробників, щоб вийти на локальний ринок та підвищити рентабельність своїх інвестицій. Також ГІС-технології підходять для оцінки ризиків, перспективності та доцільності кредитування сільського господарства та всього аграрного сектору.
Постачальники Засобів Агровиробництва
ГІС-технології в сільському господарстві допомагають оптимізувати роботу постачальників ресурсів агровиробництва шляхом аналізу ефективності своєї продукції для обробки полів. Зокрема, завдяки цим технологіям можна порівняти вплив добрив та інших засобів агрохімії на врожайність, порівнявши результати до та після застосування на агропідприємствах.
IT Та Телекомунікаційні Компанії
Використовуючи ГІС-технології для сільського господарства, IT та телекомунікаційні компанії можуть оптимізувати пропозиції щодо послуг та таким чином розширити свою клієнтську базу, а також створювати інфраструктуру в раніше недоступних регіонах. Крім того, надаючи клієнтам доступ до інструментів точного сільського господарства, ці компанії можуть покращити свою конкурентоспроможність та розширити позиції на ринку.
Сільськогосподарські Агенції
Державні служби, які займаються аграрними та суміжними з агросектором питаннями, можуть використовувати інструменти геоінформаційних систем у сільському господарстві для різних цілей. Наприклад, ГІС-технології підходять для контролю дотримання законів, що регулюють якість пестицидів та харчових продуктів , аналізу політичних та економічних наслідків неврожаю, захисту навколишнього середовища, вирішення конфліктів у галузі землекористування, а також збору та реєстрації даних.
Урядові Та Неурядові Організації
Урядові установи та неурядові організації часто застосовують ГІС-технології для сільського господарства у сфері охорони навколишнього середовища. Зокрема, геоінформаційні системи допомагають відстежувати зміну клімату, викиди парникових газів внаслідок вирубки лісів з метою розширення сільськогосподарських площ та промислового виробництва тощо.
Агроконсалтингові Компанії
Впровадження ГІС-технологій для сільського господарства може стати слушним рішенням і для компаній, які надають послуги агроконсультування, оскільки уможливлюють вивчення історичних даних та відстеження стану посівів клієнтів незалежно від місця розташування полів. Використовуючи вегетаційні індекси та інші дані супутникової аналітики, агроконсультанти можуть складати обґрунтовані рекомендації щодо управління полями та відстежувати ефективність їхньої реалізації.
Таким чином, ГІС-технології сприяють сталому розвитку сільського господарства та підвищують ефективність управлінських та виробничих процесів.
Використання ГІС-Технологій У Сталому Сільському Господарстві
У зв’язку з постійним зростанням населення Землі одним із головних завдань сільського господарства у всіх країнах світу є забезпечення продовольчої безпеки. За допомогою ГІС-технологій для сільського господарства, уряди, активісти, вчені та виробники аграрної продукції можуть вивчати та розробляти методи продовольчих постачань. Наприклад, Продовольча та сільськогосподарська організація (ФАО) вже понад 30 років використовує геоінформаційні системи та інші геопросторові технології для створення сталих продовольчих систем у всьому світі .
ГІС-технології в сільському господарстві активно застосовуються в органічному землеробстві. Зокрема, за допомогою геоінформаційних систем можна визначити найбільш продуктивні та екологічно чисті регіони для вирощування сільськогосподарських культур, а також вибрати угіддя для безперебійного виробництва харчових продуктів у майбутньому. Сьогодні організації, які займаються питаннями сталого розвитку, використовують ГІС-інструменти у сільському господарстві для реалізації різноманітних задач:
- контролювати іригаційні процеси на полях та прогнозувати посухи;
- оцінювати врожайність сільськогосподарських культур;
- аналізувати економічні й екологічні наслідки природних катаклізмів та антропогенного фактора;
- об’єднувати та вивчати сільськогосподарські дані з кількох джерел;
- обмінюватися інформацією та картами з внутрішніми відділами та сторонніми організаціями;
- займатися просвітницькою роботою серед місцевого населення.
Сприяючи розвитку сталого сільського господарства, ГІС-технології допомагають аграрній галузі ефективно функціонувати та залишатися життєздатною для майбутніх поколінь. У міру розвитку технологій, можливості ГІС в агросфері лише зростатимуть.
Про автора:
Катерина Сергєєва має ступінь кандидатки наук з інформаційних технологій та 15-річний досвід роботи в галузі дистанційного зондування. Вона є старшою науковиою співробітницею EOSDA, відповідальною за розробку технологій супутникового моніторингу та виявлення змін властивостей поверхні Землі. Катерина є авторкою понад 60 наукових публікацій.
Oстанні статті
Вирощування Тютюну: Від Посадки До Збирання І Сушіння
Промислове вирощування тютюну непросте, адже культура вибаглива до клімату, ґрунту і поживних речовин. Але сучасні ресурси, практики й інструменти точного землеробства полегшують цей процес.
Антракноз: Як Розпізнати І Лікувати Захворювання
Антракноз швидко поширюється і може пошкодити посіви багатьох товарних культур. Дізнайтеся про способи раннього виявлення і лікування, щоб захистити ваші культури від цієї грибкової загрози.
Сергій Клімов Виміряв Зневоднення Ґрунту На Херсонщині
Сергій Клімов і його колега за допомогою EOSDA Crop Monitoring підрахували, скільки води Каховське водосховище постачало південним Херсонським полям за рік до його руйнування у 2023 році.