Темников В.Н., Мельник Н.Н., Столпаков А.В. Главный Вычислительный Центр Министерства
сельского хозяйства РФ

География сельского хозяйства всегда считалась наиболее трудоемкой ветвью экономической географии в силу огромного количества обрабатываемой исходной информации, как правило, весьма разнохарактерной и включающей совокупность природных, экономических и социальных показателей, взаимодействующих и влияющих друг на друга.

Бурно развивающиеся в настоящее время геоинформационные технологии позволили значительно снизить потери времени на нескольких основных направлениях изучения территориальной организации сельского хозяйства, а именно: построение математико-картографических моделей, составление классификаций и типологий по различным критериям, проведение прикладного районирования и т. д.

Для создания тематических карт сельскохозяйственного назначения требуется огромный объем данных, сбор которых является самым дорогим компонентом систем, основанных на ГИС. В их число входят цифровые топографические карты разных масштабов, почвенные и агрохимические карты, цифровые модели рельефа, материалы наземных наблюдений, статистические данные, исторические сведения, данные дистанционного зондирования и многое другое. На создание и обновление этой информации требуются годы и значительные материальные и людские ресурсы, которых, как известно, всегда не хватает. Поэтому на первом этапе развертывания работ по внедрению ГИС в сельское хозяйство стояла задача первоначального накопления цифровой картографической информации. Министерство сельского хозяйства РФ фактически находится на начальной этапе создания ГИС. Некоторые работы в этом направлении велись только в Департаменте мелиорации и водного хозяйства и Департаменте чрезвычайных ситуаций. Условия для начала работ достаточно благоприятны, поскольку в настоящее время в ряде государственных и коммерческих организаций существует большой объем цифровых картографических данных различных масштабов и в нужных форматах, которые непосредственно или с минимальными доработками можно использовать в качестве основы банка цифровой картографической информации. Однако картографическая основа создает лишь тот базовый слой, на которую требуется накладывать тематические карты, фактографический материал и оперативную информацию, которая в требуемых объемах может быть получена только методами дистанционного зондирования.

Рассматривая мировой опыт применения данных дистанционного зондирования в сельском хозяйстве, можно заметить, что для задач оперативного мониторинга земель сельскохозяйственного назначения применяются в общем случае два основных метода:
использование данных низкого и среднего разрешения для покрытия больших территорий (что, конечно, очень важно для российских просторов), которые могут быть получены практически на любой регион, имеют низкую стоимость и высокую периодичность;
использование данных высокого разрешения для отдельных территорий. При высокой стоимости этих данных, неполном покрытии нужных регионов и недостаточной периодичности, применение их для оперативного мониторинга не всегда возможно, зато они хорошо подходят для задач картографирования земель сельскохозяйственного назначения.

Работы по использованию ГИС в сельскохозяйственной отрасли РФ были инициированы в 1999 г. в Управлении информатики, анализа и прогнозирования и в Главном вычислительном центре министерства (ГВЦ). После проведения исследований в области рынка ГИС в 2001 г. по программе ARIS министерством были закуплены инструментальные средства для разработки ГИС программные продукты компании ESRI и для обработки данных дистанционного зондирования программный продукт Leica ERDAS IMAGINE, позволяющий легко интегрировать ДДЗ с картографическим материалом в единой ГИС-среде.

В 2002 г. тема ГИС получила дальнейшее развитие в рамках концептуальных программ министерства (Автоматизированной Информационной Системы министерства и Системы Информации о рынках), что позволило к началу 2003 г. выйти на разработку плана внедрения ГИС в регионы и проведение конкретных мероприятий.

В 2003 г. в рамках Государственного контракта ГВЦ Минсельхоза России провел подготовительные работы по выполнению мероприятий по внедрению и адаптации ГИС в сельскохозяйственной отрасли.

За достаточно короткий срок был выполнен большой объем работ по следующим основным направлениям:
1. Организационно-технические мероприятия:
определение регионов, расположенных в различных агроклиматических зонах с различными условиями сельскохозяйственного производства с целью выявления нескольких подготовленных и заинтересованных регионов для проведения мероприятий по внедрению ГИС-технологий и обследования их на предмет наличия необходимых программно-технических средств;
разработка и адаптация временной нормативной документации на картографические данные и данные дистанционного зондирования;
организация обучения пользователей выбранных регионов работе с инструментальными средствами ГИС;
передача необходимых инструментальных программных средств ГИС и базового картографического материала в выбранные регионы, а также предоставление доступа к серверу оперативных спутниковых изображений ГВЦ Минсельхоза России.

2. Организация поступления базового картографического материала цифровых моделей местности разных масштабов форматах принятой инструментальной платформы ГИС. Общий объем полученных цифровых карт составил карты для федерального уровня масштаба 1:1000 000 на всю Россию, регионального уровня масштаба 1:200 000 на основные сельскохозяйственные регионы и карты более крупных масштабов на отдельные районы. Были проведены работы по сшивке цифровых карт на выбранные регионы и их обновление по материалам космической съемки.

3. Создание действующего макета централизованного приема данных дистанционного зондирования.
Наибольшие усилия были направлены на разработку проекта отраслевой системы спутникового мониторинга, которая должна в будущем обеспечить Министерство сельского хозяйства РФ и другие заинтересованные организации объективной и оперативной информацией о параметрах землепользования и площадях посевов сельскохозяйственных культур (в первую очередь яровых и озимых зерновых культур) в основных зерносеющих регионах Российской Федерации.

Действующий макет в первую очередь рассчитан на работу с данными приборов AVHRR (NOAA), MODIS (Terra, Aqua), VEGATATION (SPOT), МСУ-Э (Метеор-3М), прием и обработка которых осуществляется в специализированных российских и зарубежных центрах приема и обработки спутниковых данных и, для обеспечения низкой эксплуатационной стоимости, построен с использованием максимально автоматизированных технологий сбора, обработки, хранения и представления данных. Архив продуктов тематической обработки при вводе в опытную эксплуатацию содержит в настоящее время следующие типы продуктов:
карты изображений облачности;
карты температуры подстилающей поверхности;
карты NDVI (нормализованного разностного вегетационного индекса).
Продукты обработки ДДЗ низкого и среднего разрешения доступны ежедневно на территории южных регионов, высокого разрешения на отдельные районы.

Полученный и созданный цифровой материал представляет собой основу для формирования банка картографических и спутниковых данных, информационные ресурсы которого в дальнейшем предполагается использовать для широкого применения в отрасли.
Конечно, проведенные мероприятия являются только первым шагом на пути внедрения ГИС в сельскохозяйственную область. В конце 2003 г. в Ростове-на-Дону прошло совещание с участием администрации министерства, представителей региональных организаций и организаций-исполнителей, на котором были подведены итоги работ прошедшего года, обсуждались перспективы развития направлений и были приняты решения об интеграции усилий на основе кооперации центральных, региональных и ведомственных организаций.

В работах 2004 г. предусмотрено проведение мероприятий по созданию опытных региональных сельскохозяйственных ГИС-центров на базе территориальных органов управления АПК, выработка методических рекомендаций по внедрению ГИС в регионы, разработка типовых методик и технологий получения и совместной обработки картографических, спутниковых и тематических данных, что и реализуется с начала года.