Разделы

Телеком Техника Интеграция Бизнес-приложения

Сельское хозяйство переходит на космические рельсы

Применение высоких технологий дает особенно впечатляющий результат в тех отраслях народного хозяйства, которые считаются наиболее отсталыми и депрессивными. В этом отношении сельское хозяйство нашей страны – вне конкуренции, но несмотря на это российский частный бизнес начинает широкое внедрение спутниковых технологий в сельском хозяйстве. Попытки навести элементарный порядок и наладить эффективное и осмысленное управление в селе наталкиваются на массу препятствий. В первую очередь – это отсутствие достоверных сведений как о местности, так и о характере землепользования и его режиме.

Руководители крупных хозяйств зачастую не знают даже точных размеров собственных посевных площадей, что обусловлено их постоянным изменением, в силу различного рода природных процессов. Кроме того, меняются характеристики почв и вегетации на различных участках полей, а также от участка к участку. И все это надо учитывать, в противном случае потерь и неэффективных расходов избежать не удастся. Однако точные карты отсутствуют и дистанционный контроль за посевами - тоже. Свежие данные аэрофотосъемки – большая редкость, что значительно усугубляет и без того катастрофическую ситуацию на селе.

Снимок сельскохозяйственных угодий на побережье Азовского моря

Снимок сельскохозяйственных угодий на побережье Азовского моря

Источник: Geomir.ru

За рубежом аналогичные проблемы успешно решаются благодаря применению данных дистанционного зондирования (ДДЗ) Земли, получаемых с помощью космических аппаратов и аэросъемки, а также широкому использованию средств спутниковой навигации при мониторинге посевов и при уборке урожая. Работы в этой области велись и в СССР, но теперь о них мало кто помнит. В новой России еще недавно разговоры о космических технологиях на селе воспринимались как маниловщина. Крестьяне, знакомые с реальным положением дел, о спутниках предпочитали не говорить вообще, как о чем-то неприличном. Однако 26 июня текущего 2003 года широкая общественность узнала, что Рубикон перейден.

Космические технологии в АПК «Ильинка»

Зачинщиком выступили агропромышленный холдинг «Ильинка»1, крупнейшее частное сельскохозяйственное предприятие в Оренбургской области, и ЗАО «Инженерный центр «ГЕОМИР»2, специализирующееся в области геопространственных и спутниковых систем и технологий. В Москве 26 июня прошла презентация их совместного проекта по внедрению единой системы мониторинга и управления сельскохозяйственным предприятием с элементами космического базирования, которая будет введена в эксплуатацию уже в ноябре этого года.

Владимир Воронков, генеральный директор ЗАО «ИЦ «ГЕОМИР»,
профессор и руководитель проекта (слева)
Петр Табаченко член совета директоров АПК «Ильинка» (справа)

Владимир Воронков, профессор, генеральный директор ЗАО «ИЦ «ГЕОМИР» и руководитель проекта (слева)<br>
Петр Табаченко член совета директоров АПК «Ильинка»

Важность этого события определяется не только эпохальностью и значимостью самого проекта, а также его неожиданно быстрой окупаемостью. Впервые в нашей стране в проектах подобного рода заказчиком выступил частный инвестор.

В России впервые для управления крупным агропромышленным хозяйством создается единая система анализа и поддержки принятия решений, объединяющая в единое целое объективные и актуальные данные, полученные с помощью самых современных средств мониторинга окружающей среды, включая космический и авиационный мониторинг. Руководство хозяйством сможет принимать оперативные и стратегические решения на базе реальных данных о состоянии хозяйства, собранных инструментальными средствами. Цель - увеличение производства, уменьшение затрат и повышение рентабельности.

Специалисты инженерного центра «ГЕОМИР» предложили отечественным фермерам целостное комплексное решение. Для сбора, анализа и отображения информации о различных аспектах хозяйственной деятельности комплекса, расположившегося на площади более 9000 га, в АПК «Ильинка» создается специализированный ситуационный центр. Он станет местом, в котором руководство хозяйством сможет быстро оценить положение дел в хозяйстве на основе данных, полученных инструментальными средствами, и на их основе выработать максимально эффективные управленческие решения.

Помимо ситуационного центра, в состав создаваемой системы входят космический и воздушный сегменты, а также подсистема сбора, анализа и отображения информации. Космические снимки (используются метеорологические снимки NOAA и мультиспектральные снимки с индийского аппарата IRS) позволяют определить всхожесть посевов и вегетацию, обнаруживать признаки засухи, отслеживать рост и образование оврагов, засоление и заболачивание почв. При необходимости результаты космической съемки дополняются и уточняются с помощью данных, полученных с борта легкомоторных летательных аппаратов, оснащенных цифровой фото- и видеоаппаратурой.

Для системы разрабатывается специализированная база данных, которую планируется обновлять в ежедневном режиме. Помимо мониторинга реальной ситуации, в упомянутой базе данных будет сохраняться информация о решениях и поручениях, принятых руководством хозяйства, а также о ходе их выполнения, что несколько расширяет ее функциональность до системы документооборота.

Работы по созданию этой системы начались только в апреле текущего года, но конкретные результаты не заставили себя ждать, заявил на пресс-конференции руководитель проекта Петр Табаченко. По космическим снимкам созданы высокоточные цифровые карты земель хозяйства, позволившие определить размеры посевных площадей и состояние дел в хозяйстве вообще. Приведена в порядок документация о самом хозяйстве. Определены характеристики земельных угодий, идентифицированы участки с различной засоленностью и заболоченностью. Отслеживание ситуации на полях, практически в режиме реального времени, в сложных погодных условиях минувшей весны позволило определить сроки посева на отдельных полях и порядок их обработки в соответствии с реально складывающимися условиями. Тем самым был сокращен расход семян, ГСМ и самое главное – время самих работ.

Обработанный космический снимок AgroWatch,
предназначенный для использования в сельском хозяйстве

Обработанный космический снимок AgroWatch, предназначенный для использования в сельском хозяйстве

Источник: Aggrowmarket.com

Спектр задач, решаемых системой:

  • отслеживание изменения состояния полей и посевов на различных участках, что позволяет определить последовательности их обработки;
  • мониторинг и предупреждение чрезвычайных ситуаций (пожаров, затоплений, крупных аварий);
  • контроль (с помощью GPS) использования дорогостоящей техники;
  • переход к «прецизионному земледелию». Появляется возможность вносить строго определенное количество удобрений и семян на различные участки одного и того же поля. Если раньше минимальным «квантом» территории, с которым имел дело агроном, было все поле целиком, то теперь это отдельные его участки. Их размер определяется разрешением используемых космических снимков (в данном случае – менее 10 метров);
  • генерация отчетов для руководителей хозяйства автоматически, на основе собранных инструментальными методами данных, что резко повышает их достоверность, избавляя от влияния «человеческого фактора»;
  • накопление и хранение данных, что позволит отслеживать динамику процессов, а электронный формат обеспечивает наглядность их представления;
  • многофакторный анализ и визуализация собранных данных, позволяющая легко и быстро их интерпретировать;
  • контроль за исполнением принятых решений.

Здесь предполагается разместить ситуационный центр хозяйства
(административное здание в деревне «Ильинка»)

Здесь предполагается разместить ситуационный центр хозяйства<br> (административное здание в деревне «Ильинка»)

Импортозамещение SIEM: что важно учесть
Импортозамещение

Внедрение системы, по заверениям специалистов, даст АПК «Ильинка» экономию денежных средств в размере до 15% годового оборота хозяйства. Это намного превышает общую стоимость проектирования и разработки системы – в результате планируемый срок окупаемости системы не превысит одного года. Но одной лишь экономией средств выгода не ограничивается.

Хозяйство кардинально улучшает собственный имидж, что дает ему возможность повысить конкурентоспособность продукции на российском и мировом рынках, повысить свою инвестиционную привлекательность и участвовать в международных проектах и программах по отработке и внедрению современных технологий дистанционного зондирования в сельское хозяйство. Появляется возможность закрепить на селе молодежь, создав высокотехнологичные рабочие места и инфраструктуру, информационно обслуживать другие хозяйства региона и продавать опыт заказчикам аналогичных систем в других регионах.

АПК «Ильинка», панорама близ деревни Петровка

АПК «Ильинка», панорама близ деревни Петровка

MES по-русски: чем заменить зарубежные системы управления производственными процессами
Цифровизация

Последнее особенно важно. По заявлению руководителя ИЦ «Геомир», профессора Владимира Воронкова, у компании уже формируется очередь из крестьянских хозяйств, спешащих внедрить у себя аналогичные системы. Значит, речь идет не о забавном казусе, а о наметившейся тенденции. И во всех случаях заказчиками выступают предприятия с частной формой собственности.

Зарубежный опыт

За рубежом использование ДДЗ в сельском хозяйстве представляет собой быстро развивающееся и перспективное направление, и сообщения об успешном опыте использования космических снимков в сельском хозяйстве появляются в новостях с завидной регулярностью.

Изображение, синтезированное с помощью мультиспектрального космического снимка разрешением 2,8 метра и панхроматическим разрешением 0,7 метра, позволяет идентифицировать и определить характеристики отдельных деревьев в саду  
Изображение, синтезированное с помощью мультиспектрального космического снимка разрешением 2,8 метра и панхроматическим разрешением 0,7 метра, позволяет идентифицировать и определить характеристики отдельных деревьев в саду
Источник: Digitalglobe.com
О значимости рынка космических ДДЗ в сельском хозяйстве свидетельствует тот факт, что американская компания DigitalGlobe, ведущий поставщик коммерческих космических снимков субметрового разрешения, обладает эксклюзивными правами на продажу снимков Spot в США только для двух рынков – сельскохозяйственного и военного. Предлагаемый ею специализированный продукт под названием AgroWatch может служить примером эффективного применения ДДЗ в современном сельском хозяйстве.

AgroWatch

В полной мере характеризуют возможности современного спутникового мониторинга данные AgroWatch, предлагаемые американской компанией DigitalGlobe. AgroWatch представляет собой специализированный коммерческий продукт. Он предназначен для использования в сельском хозяйстве и решает задачи по количественной оценке характеристик посевов и почв с высоким пространственным разрешением. Для построения тематических карт используются данные мультиспектральных космических снимков. Примечательно, что здесь предлагается целая линейка аналогичных продуктов с различным пространственным разрешением и, соответственно, стоимостью. После обработки, калибровки и точной привязки к местности формируются следующие тематические карты:

  Снимок посевов из космоса позволяет отслеживать рост отдельных растений (изображение синтезировано таким же способом, как и предыдущее)
Снимок посевов из космоса позволяет отслеживать рост отдельных растений (изображение синтезировано таким же способом, как и предыдущее)
Источник: Research.ibm.com
  • Green Vegetation Index (показатель вегетации зеленых растений) - позволяет растениеводам количественно оценить всхожесть и рост растений;
  • ScoutAide - показатель абсолютной величины вегетационных изменений, - особенно полезен при идентификации «проблемных» участков, на которых созревание происходит с иной скоростью, чем на остальных, а также для оценки результативности новых методик.
  • SoilZone - представляет собой карты, позволяющие оценить влияние характеристик почв на посевы;
  • цветной инфракрасный (в условных цветах) снимок местности, позволяющий лучше понять контекст других составляющих продукта.

Все эти продукты в совокупности являются уникальным инструментом, позволяющим задать новый стандарт эффективного ведения хозяйства. К тому же это инструмент, предназначенный для оперативного использования, – срок получения заказчиком готового продукта AgroWatch составляет от 24 до 48 часов с момента съемки. Сама компания выделяет следующие области его применения - мониторинг загрязнения окружающей среды, прогнозирование урожайности, применение пестицидов, транспортное планирование, анализ зон водоразделов, оценка рисков, планирование застройки и выбор мест для строительства, оценка ущерба, картографирование почв, подготовка отчетов и сообщений.

Максим Рахманов / CNews.ru


  1. АПК «Ильинка»

    Агропромышленный холдинг «Ильинка» - крупнейшее в Оренбургской области частное сельскохозяйственное предприятие, созданное 25 декабря 2001 года.

    В состав холдинга входят ОАО «Агропромышленный комплекс «Ильинка» (производство и реализация сельскохозяйственной продукции), ООО МТС «Оренбуржье» (оказание услуг по уборке зерновых) и ЗАО «Европейская агротехника» (дилер сельскохозяйственной техники немецких компаний Claas и Lemkin).

    ОАО АПК «Ильинка» принадлежит 9200 га земли сельскохозяйственного назначения, из них 8200 га пахотных земель и 1000 га пастбищ и сенокосов. При уставном капитале 10 млн. руб. инвестиции в 2002 году составили 20 млн. руб., в текущем году планируется довести их до 30–40 млн. руб. Выручка только от реализации зерна составила более 28 млн. руб.
  2. ЗАО «Инженерный центр «ГЕОМИР»

    Инженерный центр «ГЕОМИР» занимается разработкой, созданием и эксплуатацией информационных систем для исследований Земли в интересах различных отраслей науки, промышленности и социальной сферы.

    Центр был создан в 2002 году группой специалистов, ранее работавших на РКК «Энергия», имеющих более чем двадцатилетний опыт создания сложных информационно-аналитических систем и непосредственно участвовавших в разработке и эксплуатации комплексов для управления космическими аппаратами «СОЮЗ», «ПРОГРЕСС», «САЛЮТ» и «МИР». По инициативе нынешнего руководителя центра профессора В.Н. Воронкова в 1988 года в нашей стране впервые был создан центр обработки информации, предназначенный для приема, обработки, хранения и распространения научной информации, поступающей с космических аппаратов. В 1993-2000 годах коллектив разработчиков спроектировал, создал и передал в эксплуатацию немецким специалистам Германский национальный центр дистанционного зондирования Земли в городе Нойштрелице.

    В настоящее время центром ведется разработка информационных систем следующего назначения:
    • региональных (город, район, область, и т.д.) информационно-аналитических систем;
    • мобильных пунктов контроля за ЖКХ, экологического мониторинга, и т.д.;
    • поддержки принятия решений при производстве сельскохозяйственной продукции;
    • российского наземного объекта сбора, обработки, хранения и распространения цифровых изображений Земли для нужд Федеральной службы геодезии и картографии.