С.А. Антонов (Ставропольский НИИСХ)

Окончил Ставропольский национальный университет, по профессии «информатик-географ». На данный момент — зав. лабораторией ГИС-разработок ФГБНУ «Ставропольский НИИ сельского хозяйства». Кандидат географических наук

Ставропольский край есть одним из ведущих сельскохозяйственных регионов России. Площадь края образовывает 66,2 тыс. кв. км, из которых 87% приходится на сельскохозяйственные угодья (5,8 млн га).

В структуре сельскохозяйственных угодий преобладает пашня — 4 млн га (69%), пастбища и сенокосы составляют около 1,75 млн га (30%) и менее 1% —долгие насаждения. В сельском хозяйстве края господствует зерновое направление, которое снабжает производство 9% зерна от общероссийского количества [1].

Сельское хозяйство края достаточно остро отреагировало на кризисные явления, случившиеся в стране по окончании распада СССР и аграрной реформы (1994–2001 гг.). Но за последние 10 лет в крае отмечается увеличение эффективности сельскохозяйственного производства в связи с его перевооружением, благоприятными тенденциями трансформации климата и более широким внедрением современных достижений науки и техники. Информационные разработки, например, географические космические технологии и информационные системы разрешают повысить эффективность сельскохозяйственного производства.

Первые работы по применению космической съемки для потребностей сельского хозяйства края были совершены в 1978 г. на базе Ставропольского НИИ сельского хозяйства РАН (Ставропольский НИИСХ) совместно с Университетом космических изучений РАН (ИКИ РАН). Главная задача пребывала в проведении мониторинга повреждения посевов вредителями и болезнями с применением данных космической съемки. Эта программа продлилась один год и была свернута, потому, что в то время развитие космических разработок не разрешало их действенно применять.

В начале 2000-х гг. в крае отмечалось активное развитие геинформационных совокупностей (ГИС), проводится подготовка экспертов в области ГИС. Ответственным этапом стали появление в 2005 г. сервиса Гугл Maps, что содержит громадный массив спутниковых данных большого разрешения, и широкая доступность совокупности глобального позиционирования GPS, что разрешило повысить эффективность научных изучений в области наук о земле в Ставропольском крае.

Но применение аналогичных сервисов ограничивалось тем, что они предоставляли данные видимой части спектра, а чтобы повысить эффективность применения космических разработок нужно разбирать кроме этого участки невидимой территории спектра методом создания синтезированных изображений для ответа разных задач.

Появление в 1997 г. космической программы Earth Observing System (EOS), Национального управления по исследованию и воздухоплаванию космического пространства США (NASA) явилось главным моментом в области долгого изучения поверхности материков, океанов, атмосферы и биосферы. Особенный интерес для сельского хозяйства воображают эти со спутников Landsat-7 и Landsat-8, Terra (MODIS), каковые разрешают оперативно проводить наблюдения за территорией с различным пространственным (от 15 до 250 м) и временным разрешением (1–16 дней).

В 2014 г. на базе Ставропольский НИИСХ совместно с ИКИ РАН был создан многоуровневый тестовый полигон для проекта SIGMA «Стимулирование инноваций в области глобального мониторинга сельского его воздействия и хозяйства на внешнюю среду в поддержку GEOGLAM», что представляет собой международное партнерство научных университетов, ведущих работы в области спутникового мониторинга сельского хозяйства. В задачи полигона входят:

• оценка и картографирование пахотных земель;
• распознавание сельскохозяйственных культур;
• мониторинг наступления фенологических фаз;
• прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур.

На данный момент в Ставропольском крае идет активное внедрение космических разработок на двух главных территориальных уровнях.

РЕГИОНАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

В первый раз под руководством Министерства сельского хозяйства Ставропольского края работы по применению космических разработок начались в 2012 г.

На данный момент ведется разработка программы постепенного внедрения современных ГИС и данных космической съемки для потребностей сельскохозяйственного производства. Главная задача данных работ пребывает в сборе объективной информации о использовании и состоянии земель сельскохозяйственного назначения, мониторинге состояния и соблюдении севооборотов посевов.

Уточнение площадей и границ сельскохозяйственных угодий есть первичной задачей при внедрении космических разработок в сельскохозяйственное производство, потому, что эта информация помогает географически координированной базой для предстоящих работ. В следствии геоинформационного анализа пахотных земель в крае установлено превышение площади пашни на 200 тыс. га в сравнении с декларированной.

направляться подчернуть, что обнаружение нецелевого применения земель для сельскохозяйственного производства ведет к формированию процессов водной эрозии. хорошим примером аналогичной обстановке есть распашка склоновых земель в крае. Особенно очень плохо такие явления сказываются на почвах засушливых восточных районов края, на которых преобладают каштановые земли с низким плодородием, а они самый чувствительны к поверхностному смыву.

В Ставропольском НИИСХ на данный момент проводятся работы по применению космической съемки для мониторинга развития линейной водной эрозии на пахотных почвах. Были совершены сравнение и анализ развития эрозионных процессов на востоке (засушливая территория, каштановые земли) и западе края (территория достаточного увлажнения, черноземные земли).

Установлено, что на территории отдельных восточных районов края суммарная протяженность линейных водных эрозионных размывов на пашне превышает 2500 км (10 м/га), наряду с этим для западных районов данный показатель существенно ниже — 600 км (4 м/га) (рис. 1).

Рис. 1. Карта пространственного распределения линейной водной эрозии по территории Буденновского района Ставропольского края (восточный район)

Ответственным направлением есть проведение работ не только по обнаружению, но и предупреждению развития эрозионных процессов. Для этого на базе радарных данных SRTM совершён морфометрический анализ пахотных земель, с целью распознать опасные эрозионные участки (рис. 2).

Результаты изучения обосновывают эффективность применения космических разработок для мониторинга эрозионных процессов [2].

Рис. 2. Карта пространственного распределения уклона пахотных земель по территории Буденновского района Ставропольского края (восточный район)

Второй ответственной задачей есть прогнозирование урожайности зерновых с различной степенью заблаговременности. Базу прогноза составляют информацию об агроклиматических условиях возделывания сельскохозяйственных культур в этом году и непроизвольный поиск года-аналога. В будущем это разрешает разбирать критические периоды развития зерновых культур, что конкретно воздействует на прогноз урожая в этом году.

предоставит шанс реализована в информационно-аналитической совокупности «Агроклиматический потенциал Ставропольского края», созданной в Ставропольском НИИСХ в 2012 г. [3]. Применение космических снимков, а в частности анализ и расчёт вегетационных индексов, разрешает дополнить и повысить точность прогноза. Как продемонстрировали изучения ученых университета, большая точность прогноза урожайности озимой пшеницы достигается на этапе колошения за 1,5 месяца до уборки [4].

Прогнозированием урожайности озимой пшеницы в крае, Ставропольский НИИСХ занимается в течение последних нескольких лет, наряду с этим точность прогноза высокая и образовывает ± 2ц/га в среднем по краю (табл. 1).

Табл. 1. Прогноз Ставропольского НИИСХ урожая озимой пшеницы в крае по годам

В Ставропольском крае довольно часто отмечаются негативные явления для возделывания сельскохозяйственных культур, такие как, засухи, пыльные бури, суховеи, ливни, повреждение посевов вредителями и болезнями. Применение космической съемки разрешает совершенно верно оценивать площадь повреждения посевов с целью оказания адресной помощи пострадавших хозяйствам (рис. 3).

Рис. 3. Повреждение посевов кукурузы саранчой на полях хозяйства Ипатовского района Ставропольского края (август 2015 г.)

ЛОКАЛЬНЫЙ УРОВЕНЬ

В Ставропольском крае из года в год все активнее употребляются космические разработки для ответа конкретных задач производства. Среди всех вероятных направлений преобладают следующие:

• мониторинг за положением техники — реализуется на базе GPS либо ГЛОНАС, разрешает осуществлять всесторонний контроль за применением техники, расчет времени и количеств выполненной работы, для действенного планирования затрат и создание календаря работ;
• дифференцированное внесение удобрений, средств защиты, контроль уборки урожая и т.д.;
• картирование количеств собранного урожая с каждого конкретного поля;

Мониторинг за состоянием посевов при помощи предоставления тематических карт распределения вегетационного индекса, применяя эти со спутников Landsat-7 и Landsat-8. Реализован в виде отдельного модуля к комплексной совокупности ведения сельскохозяйственного производства. Главным ограничением в применении подобных систем есть отсутствие возможности пространственного анализа вегетационного индекса для его применения в модели урожайности.

Представленные направления являются элементами совокупностей правильного земледелия и в той либо другой степени реализованы лишь в отдельных больших хозяйствах, потому, что их внедрение требует большого финансирования.

Ранее главные трудности внедрения современных космических разработок в сельскохозяйственное производство края были связаны с большой ценой данных космической съемки. На данный момент эта неприятность решается за счет появления все большего количества бесплатных космических снимков, предоставляемых максимально оперативно.

Главная задача действенного внедрения данных космической съемки пребывает в трансформации отношения аграриев края к современным разработкам методом демонстрации их возможностей для сельскохозяйственного производства.

ПЕРЕЧЕНЬ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Совокупность земледелия нового поколения Ставропольского края: монография /В.В. Кулинцев, Е.И. Годунова, Л.И. Желнакова и др. – Ставрополь: АГРУС Ставропольского гос. аграрного университета, 2013. – 520 с.
2. Антонов С.А. Применение современных IT для оценки и выявления процессов линейной водной эрозии //Бюллетень Ставропольского НИИ сельского хозяйства. – 2015. — №7 – С.7-12.
3. Антонов С.А., Желнакова Л.И., Петин О.В. Сетевая информационно-аналитическая совокупность «Агроклиматический потенциал Ставропольского края» // Бюллетень Ставропольского НИИ сельского хозяйства. – 2011. — № 2-3 – С.16-23.
4. Сторчак И.Г., Ерошенко Ф.В. Применение NDVI для оценки продуктивности озимой пшеницы в Ставропольском крае // Земледелие. – 2014. — №7 – С.12-15

День поля Ставропольского края

Подобранные по важим запросам, статьи по теме:

• Государственная информационная система мониторинга земель сельскохозяйственного назначения краснодарского края

  И.С. Козубенко, М.А. Болсуновский. Основное сокровище Кубани — это плодородная почва. При грамотном применении она может давать рекордные урожаи и важные…

• Подсистема гис для решения задач сейсмического мониторинга и прогнозирования

  №3(8), 2010 г. И. В. Степанов ВВЕДЕНИЕ Неприятность прогноза землетрясений так же, как и прежде остается тайной за семью печатями, т. е. однозначного…

• Использование орбитальных группировок ка дзз в интересах картографирования территории россии

  В.П. Седельников, Е.Л. Лукашевич В соответствии с Федеральной космической программой России на период до 2015 г. предполагается значительное повышение…

• Космический радарный мониторинг смещений земной поверхности на территории города караганды

  Д.В. Мозер (КарГТУ, Казахстан) В 2001 году окончил Карагандинский национальный технический университет (КарГТУ) по профессии «маркшейдерское дело». На…

• Методология создания муниципальной информационной системы на основе требований к исогд

  В. А. Панарин, О. М. Кубовская В современном обществе информация есть одним из главных ресурсов его развития, а технологии и информационные системы —…

• Разработка систем прогнозирования чрезвычайных ситуаций на базе гис

  С. А. Митакович Разбирая эволюцию развития ГИС, возможно выделить пара значимых этапов: переход к многопользовательским совокупностям, значительное…