Тема номера: ГИС для Сельского хозяйства

ArcReview № 3 (78), 2016: GIS for Managing Agriculture

Подготовлен 78-й номер ArcReview, выходящего с 1997 года издания, полностью посвященного технологиям Географических информационных систем (ГИС) и опыту их применения в государственных организациях и коммерческих компаниях, для решения разнообразных прикладных задач, проведения научных исследований и разработок, построения распределенных корпоративных, отраслевых, муниципальных и региональных систем с использованием решений на основе программной платформы ArcGIS компании Esri и ее партнеров.

В этом выпуске представлена подборка статей, посвященных вопросам применения геоинформационных технологий в сельскохозяйственной отрасли и описывающих возможности и передовой опыт их внедрения на разных уровнях управления и производственной деятельности: от общенационального и регионального до крупных агропредприятий и фермерских хозяйств, а также в образовательных программах. Отдельное внимание уделено такому актуальному в настоящее время направлению как точное земледелие.

Содержание 78-го номера

— От редакции: ГИС в сельском хозяйстве (From the Editorial Board)
Основным ресурсом и активом в сельском хозяйстве является земля, и вся деятельность тут имеет пространственный характер и напрямую связана с географией. Поэтому геоинформационные системы стали незаменимой платформой для объединения и анализа огромных объемов данных разных типов и форматов, интеграции и тесного взаимодействия со многими системами уровня предприятия. Способность быстрого анализа этих массивов данных и их визуального картографического представления порождает большое число возможностей для пользователей из сельскохозяйственной отрасли и связанных с ней областей. Технология ГИС действенна на всех уровнях управления: от федеральных и региональных министерств и ведомств до уровня агрохолдингов, и вплоть до отдельных предприятий и хозяйств.

— Сельское хозяйство: получить максимальный урожай с минимальным риском (Agriculture Is All about Minimizing Risk to Optimize Production)
Геопространственные технологии помогают агропредприятиям и фермерам получать больше из меньшего. Они позволяют в комплексе проанализировать и понять все основные факторы, влияющие на урожай и плодородие полей, повысить устойчивость и продуктивность их хозяйств. Пространственное знание создает добавочную стоимость для всех участников цикла сельскохозяйственного производства, начиная от селекционеров, которые поставляют правильные семена в правильное место, до агрономов и других специалистов, руководителей хозяйств и земледельцев, которые увеличивают выручку, оптимизируя производственные процессы на своих полях. Это справедливо и для сельскохозяйственных ведомств, контролирующих органов, научных организаций и учебных профильных учреждений.

— Система мониторинга состояния посевов – инструмент для агронома, инвестора, страховщика (Web-based agricultural decision support system on crop monitoring)
Рассказано о решении для сельскохозяйственных предприятий на платформе ArcGIS, основанном на создании собственной системы мониторинга состояния посевов для работы с полным набором корпоративных данных о полях. Оно позволяет агрономам и другим специалистам быстро получить и проанализировать всю оперативную картину земельных угодий и созревания урожая на протяжении всего сезона вегетации и сократить затраты на получение, обработку, анализ и представление данных, может быть напрямую интегрировано с учетными и прочими бизнес-системами и многими информационными источниками.

— Космический мониторинг сельскохозяйственных посевов риса в Казахстане в 2015 году (Space Monitoring of Agricultural Rice Crops within Kyzylorda Region of Kazakhstan in 2015)
Данный проект выполнен в 2015 году по заказу Комитета государственной инспекции в агропромышленном комплексе Министерства сельского хозяйства Республики Казахстан. В нем с использованием технологий геоинформационных систем (ГИС) и дистанционного зондирования Земли были реализованы следующие задачи: создание ГИС, определение посевных площадей риса и прогнозирование объема валового сбора риса на территории Кызылординской области, основного рисосеющего региона страны. Для космического мониторинга сельскохозяйственных посевов риса помимо условно бесплатных космоснимков (Landsat) были использованы снимки с космического аппарата KazEOSat-2 с пространственным разрешением 6,5 м. Приведена методика исследования, включавшего полевые наблюдения, а также основные полученные результаты.

— ГИС и новые источники данных для ландшафтно-адаптированной системы земледелия (GIS and usage of UAV and field sensors data for adaptive-landscape farming system)
Платформа ArcGIS, в частности настольное приложение ArcGIS Desktop предоставляют обширный набор инструментов, позволяющих проводить разнообразные исследования для агроландшафтного районирования территории, необходимого для создания ландшафтно-адаптированной системы земледелия. Помимо этих инструментов и получаемых с их помощью результатов в статье рассматриваются возможности использования стандартных и новых источников информации (данных с беспилотников и полевых датчиков) с целью получения нужных в таких исследованиях сведений для информационного обеспечения выбора подходящих культурных растений и их сортов, в том числе в неблагоприятных для традиционной съемки природных условиях.

— ГИС поддерживает Программу продовольственной безопасности ООН (GIS Supports World Food Programme)
Знание пространственных закономерностей рисков от стихийных бедствий для сельского хозяйства и населения помогает Международной продовольственной программе ООН (МПП) планировать действия по обеспечению устойчивого и надежного доступа к продуктам питания во всем мире. Риски и уязвимости для территорий разных стран и регионов визуализируются с помощью ГИС. ArcGIS широко используется как на стадии предупреждения о надвигающемся стихийном бедствии, так и при прогнозировании его неблагоприятных воздействий и принятии мер по сглаживанию последствий. В связи с постоянным расширением сфер применения ГИС в МПП, организация решила внедрить корпоративную систему на основе технологии ArcGIS Server, чтобы улучшить управление растущими геопространственными базами данных, обеспечить поддержку запуска новых проектов в агентстве, поиск новых вариантов использования этой технологии разными департаментами и партнерами МПП.

— Точное земледелие и ГИС (Precision Agriculture and GIS)
Геоинформационные системы служат важнейшим интеграционным компонентом комплексных решений в области точного земледелия. В точном земледелии необходима детальная информация о поле и участках в его пределах. Ключевая информация о пестроте характеристик сельхозугодий собирается путем отбора и анализа проб почвы для определения оптимальных количеств используемого семенного материала, удобрений и других веществ, что позволяет повысить урожай, снизить непродуктивные расходы и, тем самым, добиться большей возвратности вложений. Из года в год используя пространственную информацию, в том числе космические- и аэроснимки, и анализируя постоянно пополняемую базу знаний, производитель последовательно улучшает результаты деятельности своего предприятия. Такие технологии и основанные на них решения разного уровня и масштаба подходят для всех хозяйств, а при полнофункциональном общекорпоративном внедрении особенно перспективны в крупных агрохолдингах с большими размерами полей и высокой изменчивостью видового состава почв, их структуры и плодородия, подверженности поражения культур болезнями и вредителями. Все эти решения уже достаточно развиты, быстро реализуются в виде простых в работе приложений и все шире используются в сельскохозяйственной отрасли в разных странах.

— ArcGIS как инструмент для управления данными о земельных участках (ArcGIS as a great land parcels management tool)
Полнофункциональная система ArcGIS предоставляет богатый набор инструментов для поддержания пространственной и атрибутивной целостности данных по земельным участкам. Эти инструменты позволяют обеспечить высокое качество как на этапе ввода, так и при проверке информации, поступающей из разнородных источников. В статье говорится об основных методах проверки корректности пространственного размещения объектов, даются рекомендации по оптимизации их ввода и редактирования.

— Беспилотниками уже никого не удивить: данные с БПЛА в ArcGIS (Put Your Drone to Work with Drone2Map for ArcGIS)
Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) стали реальностью нашего времени, они все проще в использовании и, по сути, являются уникальным средством получения очень детальных геопривязанных снимков, в том числе для геоинформационных систем. Новое настольное приложение Drone2Map for ArcGIS позволяет на основе данных и фотоизображений, собираемых таких аппаратов, создавать готовые информационные продукты: ортомозаики, 2D и 3D карты по результатам инспекций и мониторинга. Для сельского хозяйства использование таких данных и продуктов особенно актуально для развития адаптивно-ландшафтного земледелия, которое тесно связано с высокоточными данными о рельефе, детальной информацией о состоянии растительного и почвенного покрова.

— Мобильные приложения ArcGIS для сбора данных (ArcGIS Apps for collecting data)
Вопросы мониторинга состояния распределенных в пространстве активов и управления ими актуальны для сельского хозяйства и для многих других отраслей. В их решении мобильные приложения ArcGIS могут оказаться весьма кстати и помочь оптимизировать процесс сбора информации о состоянии полей и культур, которая необходима для анализа ситуации, выработки стратегии развития и принятия адекватных действий. Например, приложения Workforce for ArcGIS, Collector for ArcGIS, Survey123 позволяют наладить процесс сбора данных с помощью мобильных устройств непосредственно на месте выполнения работ. Все эти приложения доступны бесплатно пользователям ArcGIS и работают в связке с ArcGIS Online или Portal for ArcGIS.

— Как компания Beck’s Hybrids сделала точное земледелие простым и доступным (Beck’s Hybrids Simplified Precision Agriculture)
Рассказано об опыте применения ГИС-технологий в компании – производителе и поставщике семенной кукурузы, соевых бобов, люцерны и других культур. Beck’s уже много лет использует ГИС как для управления полями и сельскохозяйственным производством, так и для совершенствования своей системы продаж и маркетинга. Помимо собственно семян, компания предоставляет своим клиентам – преимущественно это фермерские хозяйства – консалтинговые услуги, а также предлагает, в том числе по модели SaaS, разработанный на базе геоинформационной системы Esri ArcGIS собственный информационный продукт – FARMserver. В его основу положена идея сделать технологии точного земледелия доступными для любой, даже небольшой фермы. Тем самым Beck’s стремится помочь фермерам реализовать основные принципы сельхозпроизводства: увеличение доходов, сокращение расходов и правильное, рачительное ведение хозяйства.

— Smart Maps дает компании Ravensdown конкурентное преимущество (Smart Maps Gives Ravensdown a Competitive Advantage)
Новозеландская компания Ravensdown, кооперативный союз фермеров-акционеров, запустила Smart Maps, новый, быстро завоевавший популярность инструмент облачного приложения для фермеров My Ravensdown. Smart Maps – это полностью интегрированное средство управления геопространственными данными фермеров. Оно представляет собой разработанный на основе технологии Esri ArcGIS Server репозиторий картографических инструментов и данных, который позволяет фермерам просматривать в одном месте и в любое время их записи, результаты отбора и анализа проб почвы, карты содержания питательных веществ, планы внесения удобрений и другую информацию.

— Винодельческая компания оптимизирует бизнес с помощью ГИС (Scheid Vineyards Uses GIS to Fine-Tune All Its Operatio)
От анализа урожайности и поддержки процедур точного земледелия до сбора полевых данных, выбора наилучших мест для посадки разных сортов винограда и отслеживания объектов в режиме реального времени, централизованная ГИС помогает улучшить качество продукции и эффективность винодельческого производства в компании Scheid Vineyards. Платформа ArcGIS обеспечивает руководству и сотрудникам компании удобства быстрого доступа и работы с одной и той же актуальной информацией, что способствует принятию своевременных оптимальных решений.

— Колумбийские производители кофе используют ГИС, чтобы заваривать лучшие зерна (Colombian Coffee Growers Use GIS to Brew Better Crops)
Сбор кофе — важный компонент колумбийской экономики, поставка кофе составляет около 10% общего объема экспорта страны. Национальная федерация производителей кофе Колумбии, представляющая интересы производителей кофе в стране, применяет систему SICA, основанную не серверных компонентах ArcGIS, которая обеспечивает фундаментальную инфраструктуру данных и стратегическую информацию, используемую при планировании, согласовании и отслеживании производства колумбийского кофе. С помощью аналитических инструментов ArcGIS ведется постоянное изучение положения дел в этой отрасли и прогнозирование урожая с целью выработки ценовой политики. Оперативно-выездные бригады могут загружать собираемые данные в общее хранилище, используя мобильное приложение ArcGIS. А модуль ArcGIS Image Extension for Server обеспечивает управление и публикацию больших объемов геопространственных изображений.

— Ирландская программа поддержки сельскохозяйственных водосборов нацелена на охрану водных ресурсов и поддержку производящего сельского хозяйства (Irish Agricultural Catchments Programme)
Приложения на базе ArcGIS способствуют реализации ирландской Программы национальных действий и соблюдению требований европейского законодательства по поддержанию высокого качества воды. Инновационный подход с использованием метода мультикритериального анализа для принятия решений обеспечивает оптимальный выбор репрезентативных водосборов. ГИС помогает давать фермерам дифференцированные рекомендации для различных участков полей и пастбищ и переводить их деятельность в русло концепции точного земледелия.

— Министерство сельского хозяйства США внедряет интегрированную информационную систему на базе ГИС (GIS becomes indispensable for USDA)
В Министерстве сельского хозяйства США возможности, предоставляемые технологией геоинформационных систем, из просто полезного инструмента постепенно превратились в важнейшее средство коллективной работы и поддержки реализации административных функций, повседневных рабочих процессов, взаимодействия с другими организации и информирования граждан. Способность приложений и сервисов, предоставляемых посредством Esri ArcGIS — основной ГИС-платформы в министерстве, управлять растущим массивом данных: от спутниковых изображений и потоков данных в реальном времени до обычных табличных данных, а затем отображать все данные в визуальной географической манере, делает их идеальными порталами для координации действий по многим направлениям деятельности этой крупной государственной структуры.

— ГИС для молодых аграриев (GIS for Present-day Agrarians)
Для решения насущных задач землепользования система подготовки современных агрономов должна включать элементы освоения теории и практики геоинформационных технологий, дистанционного зондирования Земли, являющиеся составными частями ландшафтного инжиниринга. Однако пока явно недостаточно учебно-методических материалов по овладению навыками работы с ГИС в приложении к сельскохозяйственной тематике. Для восполнения этого пробела группой ученых ВНИИМЗ разработано пособие «ГИС для сельскохозяйственных ВУЗов», в котором описаны основы программно-картографических методов в агрономии. Оно предназначено для ознакомления студентов сельскохозяйственных ВУЗов с начальными элементами геоинформационных технологий в среде ArcGIS и на конкретных примерах позволяет уяснить принципы функционирования ГИС, их базовые возможности и инструментарий. Несмотря на то, что в книге затронута, прежде всего, сельскохозяйственная тематика, она будет полезна для студентов, бакалавров, магистров, аспирантов и специалистов многих смежных специальностей, а также ученых, занимающихся природоустроительными вопросами и тематикой пространственного планирования и анализа.

— 22-я Конференция пользователей ArcGIS в СНГ пройдет 19-21 октября 2016 года в подмосковном пансионате «Клязьма»
Регистрация участников продолжается, дополнительная информация на сайте www.esri-cis.ru.

Напоминаем, что электронные версии выпусков ArcReview можно посмотреть на сайтах esri-cis.ru, dataplus.ru. Недавние выпуски журнала доступны для просмотра и пользователям мобильных устройств на платформах Android и iOS.

Присылайте нам интересные статьи по разнообразным сферам применения ГИС, а также отзывы на опубликованные материалы и пожелания по тематике следующих номеров и отдельных статей.

Валерий Гохман, Зам. гл. редактора

Компания «ДАТА+» входит в группу «Проект поддерживают» портала ГИС-Ассоциации

Компания «ДАТА+» — официальный дистрибьютор Esri CIS на территории России и стран СНГ