В статье представлен краткий обзор перспектив развития и применение данных ДЗЗ в сельском хозяйстве России.
Ключевые слова: дистанционное зондирование Земли, космический аппарат, КА, сельское хозяйство, индекса NDVI, агрокомпания, спектроскопия.
The article provides a brief overview of the prospects for the development and application of remote sensing data in agriculture in Russia.
Keywords: remote sensing of the Earth, spacecraft, agriculture, NDVI index, agricultural company, spectroscopy.
Введение
Дистанционное зондирование земли (ДЗЗ) представляет собой технологию сбора информации о поверхности земли с использованием спутников и других удаленных сенсоров. В современном сельском хозяйстве ДЗЗ играет ключевую роль, позволяя фермерам и агрономам получать данные о состоянии сельскохозяйственных культур, мониторить почвы и эффективно управлять ресурсами. Актуальность применения ДЗЗ в России обусловлена необходимостью повышения продуктивности сельского хозяйства и оптимизации использования природных ресурсов, особенно в условиях растущих климатических изменений и глобальных вызовов.
Технология применения данных ДЗЗ в сельском хозяйстве
Дистанционное зондирование земли включает в себя различные технические компоненты, начиная от спутников и заканчивая системами обработки данных. Эти технологии обеспечивают высокую точность и эффективность сбора информации о состоянии земельных ресурсов.
Спутники, используемые для ДЗЗ, оснащены различными типами сенсоров, которые могут фиксировать данные в разных спектрах — оптическом, инфракрасном, и радиолокационном. Это позволяет получать информацию о состоянии культур, зонах заражения и других значимых показателях [1].
Процесс получения данных включает в себя запуск спутников, их навигацию и передачу информации на наземные станции. Обработка данных осуществляется с использованием специализированных программных технологий, что позволяет превращать первичную информацию в аналитические отчеты и карты.
Данные, полученные при помощи ДЗЗ, делятся на несколько типов:
– Оптические и радиолокационные данные — обеспечивают визуальную информацию о поверхности, включая цветовые характеристики и текстуру.
– Спектроскопия и мультиспектральные снимки — позволяют анализировать спектральные характеристики объектов, что способствует более глубокому пониманию состояния экосистем и сельскохозяйственных культур [2].
Бывший генеральный директор госкорпорации «Роскосмос» Игорь Комаров однажды заявил: «Внедрение системы дистанционного зондирования Земли в ближайшие пять лет может привести к снижению себестоимости сельскохозяйственной продукции как минимум на 20 процентов... Два агрохолдинга уже подали заявки для сотрудничества с «Роскосмосом» в этой области». Кроме того, И. Комаров отметил, что ДЗЗ поможет оперативно решать такие вопросы, как внесение удобрений, необходимость полива, оптимальное время для посева и сбора урожая, а также составление прогнозов по урожайности [3].
Государственный контроль за сельскохозяйственными землями осуществляется Министерством сельского хозяйства Российской Федерации [4]. Для реализации этого контроля, включая поддержку управленческих решений на основе получаемых данных мониторинга, был принят приказ Минсельхоза РФ от 02.04.2018 № 130, который утвердил Единую федеральную информационную систему о землях сельскохозяйственного назначения и землях, используемых или предоставленных для аграрных нужд в составе земель других категорий (ЕФИС ЗСН). Ключевым компонентом этой системы является модуль, работающий с дистанционным зондированием Земли. Также ЕФИС ЗСН обеспечивает сбор, хранение и анализ данных [5].
Примеры интеграции и применения данных ДЗЗ и системы ЕФИС ЗСН
Ниже представлены несколько ключевых примеров и проектов, которые иллюстрируют успешную интеграцию этой технологии.
I. Исследования и проекты в различных регионах
– Ставропольский край
В Ставропольском крае с использованием спутника «Аист-2Д» проводился мониторинг состояния посевов пшеницы. Специалисты сделали акцент на анализе вегетационного индекса NDVI, который позволяет оценить здоровье растительности. Результаты показали, что внедрение ДЗЗ помогло значительно повысить точность прогноза урожайности и оптимизировать использование удобрений.
– Краснодарский край
Здесь использовались данные спутниковой съемки для оценки состояния рисовых полей. Спутники обеспечили информацию о площади посевов, а также об уровне их водоснабжения. Данные позволили агрономам своевременно скорректировать ирригационные системы, повышая эффективность использования воды и увеличивая урожайность.
– Томская область
В этом регионе был запущен проект по мониторингу сельскохозяйственных угодий с помощью дронов и спутниковых изображений. Участвующие научные учреждения провели анализ здоровья культур и выявили наиболее проблемные участки для последующей агрономической обработки.
II. Примеры конкретных случаев и их результаты
– Кейс Фермерского хозяйства в Сибири
Сельское хозяйство в Сибири использовало спутниковые снимки для выявления стрессовых условий растений, таких как засухи и повреждения от насекомых. Специалисты внедрили систему раннего предупреждения, что позволило им вовремя реагировать и уменьшить свои потери на 15–20 %.
– Уборка полей с помощью QuickBird
Спутник QuickBird предоставил данные о уборке полей в различных регионах России, включая Центральный и Поволжский федеральные округа. Анализ полученных снимков позволил определить оптимальное время для сбора урожая, что в свою очередь способствовало сохранению более высоких качеств зерна [6].
В России также активно проводятся совместные исследования между академическими учреждениями и агрокомпаниями. Например, исследовательские группы из Московского государственного университета совместно с агрокомпаниями осуществляют проекты по анализу растительности и мониторингу почв с применением ДЗЗ.
В ходе проведенного исследования были выявлены значительные преимущества применения технологий дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) в аграрном секторе России. ДЗЗ предоставляет возможность получения актуальной и точной информации о состоянии сельскохозяйственных угодий, что существенно повышает эффективность управления ресурсами, оптимизирует процессы мониторинга и планирования.
Заключение
Исследования, проведенные в различных регионах, подтверждают, что ДЗЗ позволяет:
– Уточнить прогнозы урожайности и адаптировать агрономические практики.
– Оптимизировать использование ресурсов, таких как вода и удобрения.
– Обеспечить раннюю диагностику проблем с растениями, что способствует своевременному вмешательству и снижению потерь.
– Повысить общую продуктивность и устойчивость сельскохозяйственного производства.
Литература:
- Мещанинова, Е. Г. Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории: учебное пособие / Е. Г. Мещанинова, О. А. Ткачева. — Новочеркасск: Новочеркасская государственная мелиоративная академия, 2013. — 109 с.
- Недилько, Л. А. Эффективность использования земель сельскохозяйственного назначения: понятие, содержание, показатели / Л. А. Недилько, Е. Г. Мещанинова // Вестник Южно-Российского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института). Серия: Социально-экономические науки. — 2015. — № 5. — С. 55–61.
- Дистанционное зондирование Земли [Электронный ресурс] / Российские космические системы. — Режим доступа: http://russianspacesystems.ru/bussines/dzz/ (дата обращения: 11.10.2024).
- О Министерстве сельского хозяйства Российской Федерации: постановление Правительства РФ от 12.06.2008 № 450 (ред. от 19.09.2020) [Электронный ресурс] / КонсультантПлюс. — Режим доступа: http://www.consultant.ru/document/cons_doc_LAW_77705/ (дата обращения: 11.10.2024).
- Использование материалов дистанционного зондирования Земли в Единой федеральной информационной системе о землях сельскохозяйственного назначения (ЕФИС ЗСН) / И. С. Козубенко [и др.] // Применение средств дистанционного зондирования Земли в сельском хозяйстве»: материалы II Всероссийской научной конференции с международным участием. — Санкт-Петербург, 2018. — С. 19–25.
- Цыганков, Д. Н. Применение данных дистанционного зондирования для мониторинга использования земель сельскохозяйственного назначения / Д. Н. Цыганков, В. И. Сысенко // Ученые записки. Электронный научный журнал Курского государственного университета. — 2012. — № 2(22). — С. 304–310.
