Применение системы дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения вРоссийской Федерации
Волчков Сергей Сергеевич, студент; Булгаков Павел Алексеевич, Мурлыкин Роман Юрьевич
Научный руководитель: кандидат экономических наук, доцент Польшакова Наталья Викторовна
Орловский государственный аграрный университет
Применение ГИС в сельском хозяйстве становится неотъемлемой частью мониторинга сельскохозяйственных угодий. В статье рассматривается зарубежный опыт использования геоинформационных систем, и рассматриваются предпосылки для внедрения ГИС в Орловской области.
Ключевые слова: геоинформационные технологии, мониторинг и управление сельскохозяйственными землями
Эффективная работа органов государственной власти требует наличия актуальной комплексной межотраслевой информации о территории управления. Решению данной задачи служат геоинформационные системы.
Управление любой отраслью народного хозяйства в целом, и сельскохозяйственным производством в частности, на различных уровнях требует наличия объективной и регулярно обновляемой информации. Такую информацию способен предоставить космический мониторинг сельскохозяйственных земель, который обеспечивает оперативный контроль состояния посевов, прогноз урожая, решение других задач в различных отраслях АПК. Для реализации процессов планирования, контроля и управления агропромышленным комплексом в онлайн-режиме с использованием автоматизированного обеспечения и космической съемки по заказу министерства сельского хозяйства РФ осуществляются проекты по созданию Системы дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения агропромышленного комплекса (СДМЗ АПК) [1,2,4].
Система дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения АПК включает в себя следующие подсистемы:
— автоматизированного обеспечения космическими снимками (три уровня):
мониторинговая съемка среднего разрешения (22 м) космическими аппаратами UK-DMC-2, Deimos-1, Nigeriasat-Х;
— съемка высокого разрешения (6,5 м) по оперативным запросам в качестве реакции на сигналы с мест о происходящих неблагоприятных для посевов явлениях, стихийных бедствиях группировкой спутников RapidEye;
— съемка сверхвысокого разрешения (0,5 м) для хозяйств, избранных эталонными космическими аппаратами WorldView-1,2, GeoEye-1 и др.;
— автоматизированной обработки космических снимков для получения промежуточных продуктов, на базе которых будут формироваться статистические выкладки, суммарные цифры по РФ и регионам, тематические карты на всю территорию РФ;
— получения оперативных статистических выкладок, отчетности по каждому региону, суммарных цифр по РФ, тематических карт на всю территорию России;
— ввода, обработки, интерпретации полевой информации в целях автоматизированного использования данных полевых исследований в системе для определения по космическим снимкам конкретных характеристик посевов;
— автоматизированного определения типа сельскохозяйственной культуры, произрастающей на полях, с использованием космических снимков и соответственно площадей, занятых теми или иными типами сельскохозяйственных культур, на уровнях районов, регионов, федеральных округов, РФ в целом;
— автоматизированного определения темпов/результатов уборки урожая озимых и яровых культур с использованием космических снимков на уровнях районов, регионов, федеральных округов, РФ в целом [3].
Система дистанционного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения агропромышленного комплекса (СДМЗ АПК) немыслима без применения в электронного атласа земель сельскохозяйственного назначения (ФГИС АЗСН) рис. 1.
Таким образом, обе системы становятся составляющими и взаимодополняющими объектами общей системы государственного мониторинга сельхозземель, разработкой которой занимаются специалисты российской компании «Совзонд» в рамках контрактов, заключенных с Министерством сельского хозяйства в 2011–2012 гг.
ФГИС АЗСН предназначена для учета земель сельхозугодий и сбора информации от подведомственных учреждений Министерства сельского хозяйства о состоянии этих земель. Станции агрохимических служб имеют необходимое программное обеспечение Esri, с помощью которого в центральную базу данных ГИС можно внести необходимую информацию. Прежде всего, это полевые анализы состава и деградированности почв, вид угодья, выращиваемая культура, данные о мелиорируемых землях, площадь поля и т. д. Полученные данные служат, в том числе, основой для второй части системы ― СДМЗ АПК, которая будет включать как данные полевых анализов, так и данные оперативной космической съемки.
Рис. 1. — Структура системы государственного мониторинга земель
СДМЗ АПК, прежде всего, предназначена для оценки текущего состояния растительности, распознавания сельхозкультур на обширных территориях, оценки потерь в случае стихийных бедствий и прогнозирования урожая. В настоящее время компания «Совзонд» работает над новыми алгоритмами, которые позволят снизить погрешность в распознавании типов культур благодаря системе обучающей выборки (когда за образец берется «эталонное» поле). В результате улучшений система должна автоматически идентифицировать различные типы культур, например, масличные, овощные, зерновые и т. д.
Сведения во ФГИС АЗСН (рис. 2.) обновляются в соответствии с циклом агрохимического обследования, который равен 5 годам. Данные же о типе культур обновляются ежегодно с помощью второй части системы ― СДМЗ АПК. Кроме того, система сможет поэтапно следить за всхожестью посевов, созреванием культур, уборкой урожая.
Таким образом, объединив данные в единой системе мониторинга, пользователь получает целостную картину того, как используются сельскохозяйственные земли в стране в целом и в отдельно взятом регионе в частности, какие культуры возделываются и в каком состоянии посевы [1,2,3].
Рис. 2 — Диалоговое окно Атласа земель сельскохозяйственного назначения
Если сравнивать зарубежные системы мониторинга, то можно выделить как наиболее освещенные в литературе системы стран ЕС и США.
Более подробно остановимся на американской мониторинговой системе, которая состоит из двух частей: внешней и внутренней. Система внешнего мониторинга следит за всеми основными сельскохозяйственными регионами нашей планеты, она призвана обеспечить глобальную стратегическую оценку сельскохозяйственных районов. Это позволяет проводить гибкую ценовую политику, а также повышает продовольственную безопасность США.
Система внутреннего мониторинга CroplandDataLayer работает под управлением Национальной статистической службы по сельскому хозяйству ― аналога российского Центра государственного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения.
CroplandDataLayer, как и российская ГИС, построена на двух источниках данных: данные о растительности, собранные непосредственно на местах, и данные ДЗЗ.
В ЕС система мониторинга применяется, прежде всего, для контроля над целевым использованием субсидий, в частности, для предотвращения выращивания незаявленных культур.
Существенное отличие российской системы заключается в том, что российская векторная база данных может накапливать информацию по каждому конкретному полю, причем к ней можно прикреплять различные дополнительные данные. Обеспечение оперативной, минимум 5 раз в год, спутниковой съемки территории сельхозугодий Российской Федерации является главным условием максимально эффективной работы отечественной системы мониторинга сельхозземель [3].
Таким образом, можно сделать вывод о том, что технологии космического мониторинга позволяют эффективно отслеживать различные аспекты сельскохозяйственной деятельности. Съемки из космоса обеспечивают проведение инвентаризации сельскохозяйственных земель, выполнение оперативного контроля состояния посевов на различных стадиях, позволяют выявлять процессы деградации земельных ресурсов, определять потенциальные угрозы для посевов и решать многие другие задачи агропромышленного комплекса.
Литература:
- Житарь Я. И. Польшакова Н. В. Применение геоинформационных систем в мониторинге земель сельскохозяйственного назначения в Орловской области // Молодой ученый. 2015. № 7. С. 64–66.
- Котова Е. И., Черникова К. С. Использование геоинформационных технологий в мониторинге сельскохозяйственных земель // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 12–2. С. 330–332.
- Польшакова Н. В. Навигационные системы для сельскохозяйственной техники // Молодой ученый. 2014. № 4. С. 432–434.
- Яковлев А. С. Роль социальной сферы в формировании постиндустриального общества в России./А. С. Яковлев. — дисс. на соискание ученой степени кандидата экономических наук по спец. 08.00.01 — Экономическая теория, 2012, 192с.
