Построение агрономической гис

      Комментарии к записи Построение агрономической гис отключены

Построение агрономической гис

№2(3), 2009 г.

А. Г. Демиденко, И. В. Слива, А. В. Трубников

Для управления сельскохозяйственным предприятием, создающим продукцию растениеводства, нужна объективная информация о состоянии и размерах сельскохозяйственных угодий. Громадный количество пространственно-распределенной информации о размещении сельскохозяйственных полей, их состоянии, выращиваемых культурах, агрономических мероприятиях и т. п. возможно обрабатывать и разбирать лишь при помощи ПО, учитывающего как пространственную привязку, так и особые сведения.

Специальные геоинформационные совокупности (ГИС) для сельского хозяйства на западе уже давно стали нужным компонентом комплексного управления хозяйством. В РФ обстановка пара отличается, причем, не в лучшую сторону.

Такое состояние дел было обусловлено трансформацией совокупности информационного обеспечения сельхозпредприятий, которая действовала через сеть фирм ВИСХАГИ, созданных для этих целей Министерством сельского хозяйства СССР. В следствии продолжительного застоя в данной отрасли ситуация , при которой сельхозпроизводители не имеют в собственном распоряжении качественных картографических материалов, а уровень информационной подготовки экспертов хозяйства соответствует уровню 1980-х гг.

Картографические материалы, имеющиеся в хозяйствах, в большинстве случаев неполны, в значительной мере устарели и не отвечают современным требованиям, предъявляемым к ним интенсивными агротехнологиями. Находящиеся в сельхозпредприятиях картографические материалы возможно условно поделить на три группы: землеустроительные, почвенные, агрохимические.

Землеустроительные материалы представлены или замыслами внутрихозяйственного землеустройства советского периода, или современными кадастровыми замыслами. Почвенные материалы складываются из почвенных карт, составленных значительно чаще 20-30 лет назад, и карт агропроизводственных группировок земель. И те и другие, как показывает опыт, отсутствуют в большинстве хозяйств.

Агрохимические материалы представлены агрохимическими картограммами (содержания гумуса, подвижного фосфора, калия, рН) разной давности.

Отсутствие точной информации о состоянии полей не разрешает принимать выверенные ответы о том, какой вид культуры направляться выращивать, и какую аграрную разработку целесообразно использовать для ее возделывания.

Но рыночные отношения тем и хороши, что при происхождении потребности в каком-либо виде продукции, технологии либо одолжениях появляются организации, предлагающие все нужное.

ООО «Агрокультура» и ЗАО КБ «Панорама» при научной помощи экспертов РГАУ-МСХА им. К.А. Тимирязева ведут работы по созданию сквозной разработке использования и создания агрономической ГИС.

В ходе работ отлаживаются разные процессы: создание картографических материалов; заполнение атрибутивной базы данных (сведения о показателях земель, фитосанитарное состояние посевов, сведения о предлагаемых агротехнологиях и т.п.); выработка предложений по применению ГИС в хозяйствах; обучение экспертов сельхозпредприятий, учебных и проектных организаций разработке и применению ГИС в растениеводстве.

В полном варианте агрономическая ГИС обязана включать многослойную электронную атрибутивную базу и карту хозяйства данных истории полей, с учетом всех выполненных агротехнических мероприятий. Количество тематических слоев электронной карты зависит от сложности ландшафтно-уровня интенсификации и экологических условий агротехнологий (определяется по количеству и урожайности затрат на гектар).

В общем случае электронная карта полей (рис. 1) может содержать следующие слои:

  • мезорельеф (с показом мезоформ рельефа, форм склонов);
  • крутизна склонов;
  • экспозиция склонов (утепленные, холодные, нейтральные);
  • микрорельеф (с показом контуров с преобладанием тех либо иных форм микрорельефа, имеющих агрономическое значение);
  • микроклимат;
  • уровни грунтовых вод, их состав и минерализация;
  • почвообразующие и подстилающие породы;
  • микроструктура почвенного покрова (почвенная карта);
  • содержание гумуса в земле;
  • обеспеченность подвижными формами элементов минерального питания растений и микроэлементами;
  • значения рН земель;
  • физические особенности земель;
  • загрязнение тяжелыми металлами, другими токсикантами и радионуклидами;
  • эродированность земель, другие виды и эрозионная опасность физической деградации (оползни, сели и т.п.);
  • заболоченность и переувлажнение земель, а также вторичного гидроморфизма, подтопления, мочарообразования и др. засоленность земель (степень и типы засоления);
  • солнцеватость земель;
  • растительный покров с оценкой состояния естественных кормовых угодий;
  • лесная растительность с оценкой состояния природных лесных насаждений и лесов;
  • распределение нужных видов животных, птиц, энтомофагов, оценка их территориального влияния;
  • фитосанитарное состояние посевов.

Рис. 1. Проект внутрихозяйственного землеустройства с экспликацией полей севооборотов

Систематизация имеющихся материалов, их интеграция с новыми и космическими снимками сельхозугодий данными, приобретаемыми на данный момент все чаще с пространственной привязкой посредством спутниковой аппаратуры (GPS/ГЛОНАСС), анализ и обработка огромного массива информации о проведении технологических операций по каждому полю ведет к необходимости применения не считая классической геоинформационной совокупности агрономической ГИС (АгроГИС) – программы, предназначенной для эргономичной работы с агрономической информацией. АгроГИС требует информации по каждому производственному участку для принятия управляющих ответов. При создании АгроГИС было дано предпочтение продукции КБ «Панорама»: опытной ГИС «Карта 2008» и особой ГИС «Панорама-АГРО», владеющих совместно полным комплектом средств для ответа аналогичного класса задач.

ГИС «Карта 2008» употребляется для карт сельскохозяйственных первичного ввода и полей информации в совокупность. Любой слой электронной карты имеет сообщение с атрибутивной базой данных, содержащей данные, соответствующую тематике слоя карты, по каждому контуру. К примеру, база данных карты микроструктур почвенного покрова включает следующую данные: номер контура; индекс почвенной комбинации; полное наименование почвенной комбинации; состав земель; генетическую чёрта почвообразующих пород и их гранулометрический состав; площадь контура.

Некачественный учет нужных факторов, воздействующих на эффективность сельскохозяйственного производства, ведет к большим затратам, понижению качества и урожайности продукции, поломкам дорогостоящей техники. На каждом земельном наделе имеются как довольно стабильные, так и динамично изменяющиеся агрономически серьёзные факторы. К первым относятся условия рельефа, земель, гидрогеологии. Ко вторым – текущая климатическая обстановка, фитосанитарная ситуация.

ГИС «Панорама-АГРО» предназначена для информационного обеспечения процесса управления земледельческим предприятием с учетом обеих факторов. Помимо этого, эта программа имеет встроенный блок мониторинга техники хозяйства, что снабжает автоматизированный сбор сведений о совершённых агротехнических мероприятиях и разрешает оценить уровень качества механизированных работ.

Агротехнологическое планирование включает следующие виды работ:

  • анализ потенциальных возможностей производственной деятельности хозяйств (кадров и земельных ресурсов), их текущей и потенциальной эффективности;
  • обмер полей по контуру с применением точного спутникового оборудования;
  • составление структуры посевных севооборотов и площадей в формате векторной электронной карты;
  • расчет потребности в оборудовании и технике;
  • экономический анализ при минимальном и большом стабильно вероятных уровнях урожайности для конкретных условий.

Электронные карты полей имеют неспециализированную единую систему и картографическую проекцию координат, благодаря чему выполняется правильная пространственная привязка почвенных контуров и их совмещение с соответствующими формами рельефа. Для этих целей не считая существующих цифровых картографических материалов целесообразно применять космические снимки большого разрешения.

Привязку направляться затевать с гидрографической сети, овражно-балочного комплекса, дополняя ее другими объектами и дорожной сетью, каковые прекрасно выделяются на почвенной карте, картографической базе и космических снимках (рис. 2а, б). К примеру, на космическом снимке на рис.

2а прекрасно видны солонцовые комплексы (яркие пятна), очень сильно ухудшающие уровень качества земель и требующие химической мелиорации, а на космическом снимке на рис. 2б четко просматривается водно-эрозионная сеть.

Рис. 2а. Фрагменты космических снимков с разных космических аппаратов, применяемых при составлении электронной карты сельскохозяйственных полей: космический снимок с КА CARTOSAT (разрешение 2,5 м)

Рис. 2б. Фрагменты космических снимков с разных космических аппаратов, применяемых при составлении электронной карты сельскохозяйственных полей: космический снимок с КА IKONOS (разрешение 1 м)

Применяя космические снимки, контролируют наличие элементарной почвенной структуры (ЭПС) на каждом выделенном на почвенной карте контуре. Компоненты ЭПС имеют различный тон и создают необычный рисунок изображения, по которому возможно посчитать долевой состав компонентов. Компонентный состав определяют, исходя из принадлежности территории к конкретному почвенно-географическому району и установления обстоятельства происхождения ЭПС (эрозия, солонцеватость земель и пр.) Для этого разбирают формы, размеры компонентов ЭПС, ее приуроченность к мезорельефу, генезис почвообразующих другие сведения и пород, содержащиеся в отчётах и литературных источниках прошлых изысканий.

Границы ЭПС корректируются по настоящим границам элементов и форм рельефа. Методом обоюдного наложения тематических слоев электронной карты полей формируется комплексная карта агроэкологических видов и групп земель, т. е. элементарных ареалов агроландшафта (однородных участков), любой из которых снабжается банком данных по всем параметрам.

В следствии электронная карта полей (рис. 3) содержит все данные для принятия проектных ответов по размещению сельскохозяйственных культур, дифференциации разработок их возделывания при разных уровнях интенсификации производства, оптимальной организации территории с учетом ландшафтных связей, т. е. агротехнологий системы и формирования земледелия.

Рис. 3. Фрагмент электронной атрибутивной базы и карты полей данных в ГИС «ПанорамаАГРО»

Эта информация нужна и обычно достаточна кроме этого для ответа социальноэкологических задач, т. е. для разработки проекта внутрихозяйственного землеустройства (проекта сельскохозяйственного производства). Экспертам хозяйства предлагается эргономичный механизм не только для накопления данных, но и ведения истории полей с привязкой к году урожая. Средства анализа разрешают делать пространственные и логические запросы к данным, вырабатывать выборки и отчеты.

Накопление данных с привязкой к году урожая снабжает ретроспективный анализ информации, а средства трехмерной графики – ее наглядное представление (рис. 4).

Рис. 4. Фрагменты трехмерных моделей электронной карты полей

ГИС Карта 2011. Создание плана


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: