Опыт применения в аграрных гис данных дзз и глонас/gps технологий

      Комментарии к записи Опыт применения в аграрных гис данных дзз и глонас/gps технологий отключены

Опыт применения в аграрных гис данных дзз и глонас/gps технологий

И.В. Слива, А.Г. Демиденко

Созданная в начале 1990-х гг. концепция адаптивно-ландшафтного земледелия, сформулированная и развиваемая под управлением академика РАСХН, заведующего кафедрой почвоведения РГАУ-МСХА им. К.А.Тимирязева В.И. Кирюшина взяла большое развитие в наше время.

Эта концепция, предусматривающая управление сельскохозяйственным производством на базе научно обоснованной агроэкологической оценки земель, показывает необходимость создания интегрированной АгроГИС для каждого хозяйства, как самоё эффективного ответа поставленных данной концепцией задач.

Современное интенсивное сельскохозяйственное производство предъявляет высокие требования к картографическому обеспечению. Неоднородность почвенных, геоморфологических и других агроэкологических условий обычно оказывают большое влияние на выбор технологических операций, значительно изменяют качество и урожайность продукции. Одним из самые важных факторов, воздействующих на оценку земель, есть почвенный его свойства и покров, каковые должны быть распознаны и отображены на соответствующих электронных картах.

Главными изюминками почвенного покрова как объекта картографирования являются нечеткость границ между почвенными контурами, непрерывность почвенного покрова и трехмерность земли как объекта, с наличием недоступных для яркого наблюдения с поверхности горизонтов. Вследствие этого, при проведении картирования земель нужна закладка сети почвенных разрезов — выработок глубиной 40–200 см, разрешающих диагностировать почвенные горизонты и выяснить наименование земли.

Серьёзной и в один момент сверхсложной задачей есть размещение сети почвенных разрезов на местности, осуществляемое по имеющимся  нормативам с учетом категории сложности местности. Применение космических снимков большого разрешения разрешает оптимизировать и уменьшить количество размещаемых разрезов за счет исключения размещения разрезов на одних и тех же землях при картировании и занимает важное место в оценке неоднородности земель применяемых в сельском хозяйстве (рис.1).

Рис. 1. Неоднородность почвенных условий на космических снимках пахотных угодий

Непростой проблемой почвенной картографии есть выделение границ почвенных контуров, учитывая тот факт, что на протяжении работ по картированию на местности ввиду громадного размера почвенных контуров, размытости границ между ними, ряда и наличия растительности вторых обстоятельств эти границы обычно не смогут быть выделены с достаточной точностью. Во многих случаях, применение космических снимков разрешает решить данную проблему, потому, что многие свойства земель, среди них и агрономически значимые, проявляются в их верхнем горизонте, и соответственно пригодны для дешифрирования на снимках:

  • эродированность земель (проявляется в виде прекрасно видимого осветления поверхности земли, связанного с выходом на поверхность нижних, менее гумусированных горизонтов);
  • солонцеватость земель (проявляется в виде прекрасно видимых ярких пятен округлой формы, в большинстве случаев приуроченных к естественным понижениям рельефа);
  • изменение гранулометрического состава земель (легкие земли (пески, супеси, легкие суглинки) с уверенностью диагностируются на снимках в виде ярких пятен разной формы с неясными границами, обычно с прекрасно видимой “пятнистой” структурой);
  • заболоченность и переувлажнение земель (проявляется в виде чёрных пятен, приуроченных к понижениям рельефа).

Нужно подчернуть, что разные особенности земель смогут давать похожие эффекты на снимках; в частности, яркие пятна смогут являться показателем смытости, дефлированности, засоления, легкого гранулометрического состава, щебнистости, карбонатности земель и т. п., что во многих случаев не разрешает совершенно верно идентифицировать тип земли лишь по снимку. Одновременно с этим, границы почвенного контура часто смогут быть выяснены на снимке с высокой точностью, недостижимой при простой широкомасштабной почвенной съемке. Так, применение космических снимков большого разрешения существенно удешевляет работы по почвенно-ландшафтной съемке, и содействует большому увеличению качества работ.

Для целей почвенно-ландшафтного картографирования громаднейший интерес воображают панхроматические и мультиспектральные снимки большого (менее 2,5 м) разрешения. Снимки с разрешением порядка 5–6 м также будут быть использованы, но их информационная сокровище значительно ниже. Снимки с разрешением 15–30 м отображают лишь самые крупные и контрастные почвенные контура, в связи, с чем для задач широкомасштабного (1:25 000 и больше) почвенного картографирования они непригодны.

По времени съемки, самый пригодны снимки, сделанные в весенний период (середина апреля — начало июня). Сейчас большинство земель распахана, и отличительные показатели разных земель проявляются самый ярко. Помимо этого, повышенная влажность земель в это время содействует хорошей идентификации переувлажненных земель.

Снимки осеннего периода (середина августа — финиш октября) также будут быть использованы, но их информационная сокровище в немного ниже, чем весенних. В связи с массовым развитием растительности, летние снимки для целей почвенного картографирования значительно чаще непригодны, не смотря на то, что нужны для целей определения границ полей, лесополос, водных объектов и т. п.

Методика почвенно-ландшафтной съемки предусматривает необходимость правильной привязки всех точек отбора и почвенных разрезов образцов. Как продемонстрировали совершённые нами изучения, при чаще всего применяемой в классической методике картографирования глазомерной привязке требуемая нормативная точность привязки, составляющая 3 мм в масштабе карты (30 м на местности в самый распространенном масштабе 1:10 000) обеспечивается не хорошо — неточности привязки могут быть около 100 м и более, в особенности при привязке точек, расположенных на большом удалении от ориентиров. Одновременно с этим, самый простой  GPS либо ГЛОНАСС приемник, в т. ч. встроенный в КПК разрешает осуществлять привязку с точностью, существенно лучшей, чем допускаемая нормативами.

Составление карты границ полей и производственных участков на базе данных дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ) и результатов ГЛОНАСС/GPS измерений выполняется средствами опытной ГИС «Карта 2008». Обработка пространственных данных ведется с применением цифрового классификатора карты Agro10T.rsc, включающего в себя нужные объекты для описания природных и агротехнических условий, отображаемых на картах внутрихозяйственного обустройства.

В ходе подготовки карты полей обрабатывается громадной количество атрибутивной информации. Значительно чаще сведения о итогах обследования земель передаются в хозяйства в виде распечатанных отчетов, от чего  эффективность их применения в повседневной деятельности низка. Новейшие технологии разрешают вырабатывать цифровую базу почвенного плодородия, интегрированную с картами полей.

Подготовленные карты полей, база почвенного плодородия, советы по технологиям возделывания и оптимальному севообороту культур являются законченным продуктом, передаваемым в хозяйство в виде агрономической ГИС. Для ее создания самый оптимально подходит программный продукт ГИС «Панорама-АГРО» [см. Демиденко А.Г., Слива И.В., Трубников А.В.

Построение агрономической ГИС // Геоматика № 2, 2009].

Эффективность внедрения агрономической ГИС в хозяйстве, сопряжена с необходимостью обработки сведений о делаемых сельскохозяйственных работах, объёмах и сроках их проведения. Контроль за ходом полевых работ, анализ эффективности применения технических средств предприятия и делаемых механизированных работ проводится на базе ГЛОНАСС/GPS позиционирования.

Навигационная система есть компонентом, встроенным в ГИС «Панорама-АГРО» и включает средства по автоматизированному учету агротехнических операций. Аппаратно-программные средства навигационной системы включают оборудование, устанавливаемое на объекте мониторинга (тракторе, комбайне, автомобиле) и WEB-сервера для приема навигационной информации. Сбор информации для функционирования совокупности осуществляется в автоматическом режиме.

Аппаратные средства мониторинга снабжают определение текущего курса и местоположения, сбор измерений с установленных датчиков и передачу пакета измерений по установленным параметрам на сервер базы данных. Для передачи данных употребляется GSM-модем и SIM-карта. Передача осуществляется с применением GPRS канала по сети Интернет.

Сведения от мобильных объектах, помещаются в базу данных совокупности и обрабатываются программой по определенным методам. Все измерения имеют координаты и время регистрации. В следствии, программа ведет непроизвольный учет механизированных работ, рассчитывает обработанные площади, количество внесенных удобрений, оценивает уровень качества делаемых работ и разрешает соотносить фактические эти с запланированными агротехническими мероприятиями.

Результаты анализа смогут быть представлены в виде тематических слоев и наложены на эти ДЗЗ (см. рис.2).

Рис. 2. Тематический слой, совмещенный с данными ДЗЗ в ГИС «Панорама-АГРО»

Черкасов В., Газпром ВНИИГАЗ. Применение ГИС и ДДЗ в нефтегазовом комплексе


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: