Построение агрономической ГИСДемиденко Альберт Геннадьевич (ЗАО КБ «Панорама») Слива Иван Владимирович (ООО «Агрокультура») Трубников Алексей (ООО «Агрокультура»)
Для управления сельскохозяйственным предприятием, производящим продукцию растениеводства, необходима объективная информация о размерах и состоянии сельхозугодий. Большой объем пространственной и атрибутивной информации качественно можно обрабатывать и анализировать только при помощи специального программного обеспечения, учитывающего как пространственную привязку, так и специальные сведения о полях. Специализированные ГИС для сельского хозяйства в Европе и США уже давно не диковинка, а необходимый компонент системы комплексного управления хозяйством. В Российской Федерации ситуация несколько отличается, причем, не в лучшую сторону. Такое состояние дел было обусловлено изменением системы информационного обеспечения сельхозпредприятий через ВИСХАГИ. В результате продолжительного застоя в данной отрасли сложилась ситуация, при которой сельхозпроизводители не имеют в своем распоряжении качественных картографических материалов, а уровень информационной подготовки специалистов хозяйства соответствует уровню 80-х годов прошлого столетия. Имеющиеся в хозяйстве картографические материалы можно условно разделить на три группы: землеустроительные, почвенные, агрохимические. Землеустроительные материалы представлены либо планами внутрихозяйственного землеустройства советского периода либо современными кадастровыми планами. Почвенные материалы представлены почвенными картами, составленными чаще всего 20-30 лет назад и картами агропроизводственных группировок почв. И те и другие, как показывает практика, отсутствуют в большинстве хозяйств. Агрохимические материалы представлены агрохимическими картограммами (содержания гумуса, подвижного фосфора, подвижного калия, рН) различной давности. Отсутствие достоверной информации о состоянии полей, не позволяет принять выверенное решение об основной выращиваемой культуре и применяемой аграрной технологии ее возделывания. Однако рыночные отношения, тем и хороши, что при возникновении потребности в каком-либо виде продукции, технологии или услуги, дает толчек к появлению организаций предлагающих соответствующую продукцию, технологию или услугу. ООО «Агрокультура» и ЗАО КБ «Панорама» при научной поддержке специалистов РГАУ-МСХА им. Тимирязева ведут работы по созданию сквозной технологии создания и использования агрономической ГИС. В процессе работ отлаживаются процессы наполнения системы картографическими материалами, заполнения базы данных сведениями о показателях почв, фитосанитарном состоянии посевов, ввода сведений о предлагаемых агротехнологиях, выработки предложений по использованию ГИС в хозяйствах, обучения специалистов хозяйств, учебных и проектных организаций разработке и использованию ГИС в растениеводстве. Рис. 1 Проект внутрихозяйственного землеустройства с экспликацией полей севооборотов В полном варианте, агрономическая ГИС должна включать многослойную электронную карту хозяйства и атрибутивную базу данных истории полей, с учетом всех выполненных агротехнических мероприятий. Количество тематических слоев электронной карты зависит от сложности ландшафтно-экологических условий и уровня интенсификации агротехнологий (определяется по урожайности и количеству затрат на гектар). В общем случае электронная карта полей (см. рис.1) должна включать слои:
Систематизация имеющихся материалов, интеграция их с новыми данными, получаемыми сейчас, все чаще с использованием GPS/ГЛОНАС аппаратуры, необходимость обработки и анализа огромного массива данных о проведении технологических операций по каждому полю приводит к необходимости использования помимо геоинформационных систем (ГИС), применения программы для удобной работы с агрономической нформацией – агрономической ГИС (АгроГИС). АгроГИС требует полноты и отсутствия избыточной информации по каждому производственному участку для принятия управляющих решений. При создании АгроГИС было отдано предпочтение продуктам КБ «Панорама»: профессиональная ГИС Карта 2008 и специальная ГИС «Панорама-АГРО», обладающих вместе полным набором инструментов для решения подобного рода задач. ГИС Карта 2008 используется для создания карт полей и первичного ввода информации в систему. Каждый слой электронной карты имеет связь с атрибутивной базой данных, содержащей соответствующую тематике слоя карты информацию по каждому контуру. Например, база данных карты микроструктур почвенного покрова содержит следующую информацию: номер контура; индекс почвенной комбинации; полное название почвенной комбинации; состав почв; генетическую характеристику почвообразующих пород и их гранулометрический состав; площадь контура. Не качественный учет необходимых факторов, влияющих на эффективность сельскохозяйственного производства, приводит к непроизводительным затратам, снижению урожайности и качества продукции, поломкам дорогостоящей техники. На каждом земельном участке имеются как относительно стабильные, так и динамично изменяющиеся агрономически важные факторы. К первым относятся условия рельефа, почв, гидрогеологии. Ко вторым – текущая климатическая ситуация, фитосанитарная обстановка. ГИС «Панорама-АГРО» предназначена для информационного обеспечения процесса управления земледельческим предприятием, с учетом обеих факторов. Кроме того, данная программа имеет встроенный блок мониторинга техники хозяйства, что обеспечивает автоматизированный сбор сведений о проведенных агротехнических мероприятиях и позволяет оценить качество механизированных работ.
Электронные карты полей имеют общую проекцию и единую систему координат. В результате чего производится точная географическая привязка почвенных контуров, совмещение почвенных контуров с соответствующими им формами рельефа. Привязку начинают с гидрографической сети, овражно-балочного комплекса, зачастую дополняют дорожной сетью и другими объектами, которые хорошо выделяются на почвенной карте и картографической основе (см. рис.2).
По данным космических снимков проверяют наличие элементарной почвенной структуры (ЭПС – «рисунка почв») на каждом выделенном на почвенной карте контуре. Компоненты ЭПС имеют разный тон изображения и создают своеобразный рисунок изображения по которому можно посчитать долевой состав компонентов. Компонентный состав определяют исходя из принадлежности территории к району почвенно-географического районирования и установления причины возникновения ЭПС (эрозия, солонцеватость почв и пр.) Для этого анализируют формы, размеры компонентов ЭПС, приуроченность ее к мезорельефу, генезис почвообразующих пород и другие сведения содержащиеся в литературных источниках и отчетах предыдущих изысканий. Границы ЭПС корректируются по реальным границам форм и элементов рельефа. Путем взаимного наложения тематических слоев электронной карты полей формируется комплексная карта агроэкологических групп и видов земель, то есть элементарных ареалов агроландшафта (однородных участков), каждый из которых снабжается банком данных по всем параметрам. В результате электронная карта полей (см. рис.3) содержит всю необходимую информацию для принятия проектных решений по размещению сельскохозяйственных культур, дифференциации технологий их возделывания при различных уровнях интенсификации производства, оптимальной организации территории с учетом ландшафтных связей, то есть формирования системы земледелия и агротехнологий. Рис.3. Фрагмент электронной карты полей и атрибутивной базы данных в ГИС «Панорама-АГРО» Эта информация необходима и зачастую достаточна также для проектирования животноводства, решения социально-экологических задач, то есть для разработки проекта внутрихозяйственного землеустройства (проекта сельскохозяйственного производства). Специалистам хозяйства предлагается удобный механизм не только для накопления данных, но и ведения истории полей с привязкой к году урожая. Средства анализа позволяют выполнять пространственные и логические запросы к данным, формировать выборки и отчеты. Накопление данных с привязкой к году урожая обеспечивает ретроспективный анализ информации, а средства трехмерной графики, ее наглядное представление (см. рис.4).
|