Орошение и мелиорация земель:
- информационное сопровождение проектно-изыскательских работ в сфере мелиорации земель и сельскохозяйственного водоснабжения;
- контроль и мониторинг состояния мелиоративных и гидротехнических объектов.
Охотничье хозяйство:
- картографирование, оценка и мониторинг среды обитания объектов животного мира (охотничьих ресурсов).
Землеустроительное проектирование:
- информационное сопровождение землеустроительного проектирования в части подготовки планово-картографической основы.
Правовые аспекты:
- выявление неучтенных посевных площадей;
- получение реальной информации о состоянии посевов и земельных угодий для задач агрострахования;
- разрешение судебных споров, связанных с землепользованием;
- определение зон несанкционированных строительных работ и самовольного занятия участков на землях сельскохозяйственного назначения.
Основные преимущества данных полученных с помощью спутниковых систем для решения задач сельского хозяйства:
- Оперативность. Актуальные космические снимки могут быть получены в течение суток после размещения заказа на осуществление съемки.
- Объективность. Информация, получаемая по космическим снимкам, является априори достоверной и отображает действительную картину состояния сельскохозяйственных земель и растительности.
- Единовременность и периодичность. Современные спутниковые системы дистанционного зондирования Земли позволяют осуществлять съемку высокого разрешения с очень высокой периодичностью (до 1 суток).
- Единообразие. Данные космической съемки поставляются с откалиброванных сенсоров, устанавливаемых на спутниках, и не нуждаются в каких-либо дополнительных преобразованиях, направленных на улучшение их взаимной совместимости.
- Обзорность. Современные спутниковые системы дистанционного зондирования Земли позволяют получать единовременную съемку на огромных площадях, что обеспечивает единовременность наблюдений на производственных участках, расположенных на значительном отдалении друг от друга.
На уровне агрокомпаний препятствий к использованию данных космической съемки практически нет. Уже сегодня бесплатные и свободно распространяемые снимки из космоса с разрешением 10-30 метров можно получать каждую неделю. Свободно распространяемые снимки предоставляют сервисы Национальной геологической службы США, NASA или Европейского космического агентства 18.
При желании фермер может пользоваться специализированными веб-сервисами, позволяющими оперативно отслеживать состояние вегетации. Они позволяют оперативно мониторить активы сельскохозяйственного предприятия - и сейчас приобретают все большую популярность. Например, сервис «Геоаналитика. Агро», разрабатываемый компанией «Совзонд», даёт информацию о состоянии посевов по данным космической съемки, об условиях земледелия, таких как погода, агрометеорологические условия, почвы и рельеф. Результаты мониторинга предоставляются в виде интерактивных карт, графиков, диаграмм.
Однако, чтобы внедрить космические технологии в сельскохозяйственное производство на государственном уровне, нужна политическая воля. Технически мы обладаем всеми доступными данными космической съемки, без которых немыслимо проведение инвентаризации сельскохозяйственных угодий в масштабах всей страны.
Выводы: 1. Организация мониторинга сельскохозяйственного производства при использовании космических технологий преследует цель рационального использования земель сельскохозяйственного назначения, повышения эффективности использования потенциала технических средств и технологических ресурсов агропроизводства и успешного управления АПК страны.
2. Система мониторинга и управления производством сельскохозяйственной продукции в АПК представляет собой совокупность аппаратно-программных средств, предназначенных для ведения высокоэффективного хозяйствования на предприятиях, оснащенных современной высокопроизводительной сельхозтехникой и внедряющих технологии «точного» земледелия.
1.2. Возможности спутниковых навигационных систем в управлении сельскохозяйственным производством
Перспективным направлением внедрения современных навигационных технологий в аграрном секторе является их использование для создания точных систем земледелия, что обусловлено важностью развития аграрного сектора в системе национальных приоритетов.
В соответствии с ГОСТ Р 56084?2014, координатное (точное) земледелие - это совокупность технических средств, программно-аппаратных комплексов, навигационных, геоинформационных и телекоммуникационных технологий, позволяющих снимать, обрабатывать и применять информацию, привязанную к координатам, с целью оптимизации агротехнологических решений производства продукции растениеводства 12.
Главное отличие от традиционной концепции хозяйствования заключается в том, что precisionfarming привязано к конкретным навигационным координатам и рассматривает как единицу учета, например, не все поле в целом, а каждый его отдельный (сопоставимый с точностью глобального позиционирования) участок со значениями его рельефа, плодородия, растительного состава и других признаков. На основании собранных и обработанных данных эта концепция подразумевает применение на каждом из участков строго определенных и обоснованных агротехнологических приемов выращивания конкретных сельскохозяйственных культур.
Иными словами, координатное земледелие обеспечивает улучшение состояния полей и повышение эффективности агроменеджмента. При этом реализуются несколько основных принципов:
- агрономический (с учетом реальных потребностей культуры в удобрениях, при этом не только совершенствуется агропроизводство, но и сохраняется почвенное плодородие полей);
- технологический (производимая продукция отличается более высоким качеством);
- технический (уменьшается тайм-менеджмент на уровне хозяйства, в том числе улучшается планирование сельскохозяйственных операций);
- экологический (сокращается вредное воздействие сельхозпроизводства на окружающую среду, например, более точная оценка потребностей культур в азоте приводит к ограничению применения азотных удобрений) и экономический (отмечается рост производительности и/или сокращение затрат, что повышает эффективность агробизнеса) 35.
В декабре 2011 года при Техническом комитете по стандартизации ТК 363 «Радионавигация» Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии на базе РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева создан подкомитет ПК 8 «Радионавигационные средства и системы управления в сельском хозяйстве».
В организационную структуру подкомитета входят представители НИИ, вузов, производителей сельскохозяйственной техники и навигационного оборудования (ФГБОУ ВО РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева; ФГБНУ «Российский научно-исследовательский институт информации и технико-экономических исследований по инженерно-техническому обеспечению АПК» (Росинформагротех), ГНУ «Всероссийский институт механизации сельского хозяйства» (ВИМ), Ассоциация «ГЛОНАСС/ГНСС Форум», НИИ «Прикладной телематики», а также передовых сельскохозяйственных предприятий, использующих навигацию в своей хозяйственной деятельности.
В частности, такие хозяйства есть у Amazone, «Консультант АГРО», Поволжской МИС 24.
В настоящее время прошли утверждение и введены в действие четыре национальных стандарта, а в общей сложности на период до 2021 года запланирована разработка и ввод в действие комплекса, состоящего из 14 национальных стандартов.
При разработке стандартов устанавливается взаимосвязь вводимых положений с действующими стандартами в области охраны природы, сельского хозяйства, сельскохозяйственной техники и машинных технологий производства продукции растениеводства, метрологии, геодезии, картографии и геоинформационного картографирования, дистанционного зондирования Земли, глобальных навигационных спутниковых систем, систем дифференциальной коррекции и мониторинга, телекоммуникаций и телекоммуникационных систем, систем и средств передачи данных.
Отработка основных технологий координатного земледелия и положений нормативной документации ведется в Центре точного земледелия Полевой опытной станции РГАУ-МСХА имени К. А. Тимирязева 20. Работа проводится в рамках соглашения о сотрудничестве с Ассоциацией разработчиков, производителей и потребителей оборудования и приложений на основе глобальных навигационных спутниковых систем «ГЛОНАСС/ГНСС-Форум» в сфере развития и использования спутниковых навигационных технологий системы ГЛОНАСС в сельском хозяйстве, а также на производственной и научной базе других членов подкомитета ПК 8 «Радионавигационные средства и системы управления в сельском хозяйстве».
Переход к точному земледелию связан, прежде всего, с совершенствованием сельскохозяйственных технологий и техники, развитием вычислительных комплексов, методов моделирования и информационных технологий, а также с внедрением глобальных систем позиционирования GPS/ГЛОНАСС, развитием беспроводных средств связи.
Таблица 1. Требуемая точность агротехнических операций 9
|
№ пп |
Агротехнические операции |
Требуемая точность, м |
|
|
1. |
Опрыскивание, внесение удобрений и мелиорантов, посев вразброс |
±0,30-0,40 |
|
|
2. |
В дополнение к предыдущим операциям: предпосевная культивация; дискование; лущение; уборка урожая; составление топографических карт (планов) полей |
±0,15-0,20 |
|
|
3. |
В дополнение к предыдущим операциям: узкорядный посев зерновых, зернобобовых и силостных культур широкозахватными посевными комплексами и рядовыми сеялками; сплошная культивация |
±0,07-0,12 |
|
|
4. |
В дополнение к предыдущим операциям: посев/посадка, пропашных культур сеялками точного высева; нарезка гребней; междурядная культивация и подкормка растений питателями; выравнивание поля; |
±0,02-0,03 |
Мониторинг транспортных средств с/х назначения:
- контроль маршрута, графика движения, скоростного режима транспортного средства (далее по тексту - TC);
- оперативное управление транспортом на маршруте;
- контроль уровня и расхода горючего;
- контроль технических параметров TC;
- обеспечение безопасности водителя и ТС.
Управление TC в системе точного земледелия:
- обеспечение движения ТС по заданной траектории с заданной точностью при выполнении с/х операций;
- контроль работы навесных механизмов;
- дифференцированное внесение удобрений.
Применение навигационных технологий в сельском хозяйстве:
- учет и планирование с/х работ;
- составление и ведение тематических карт полей;
- учет выполненных в поле механизированных работ;
- оперативное составление отчетности за требуемый период времени.
Создаваемый АО «КБ НАВИС» аппаратно-программный комплекс «АГРО-Н» состоит из навигационной и информационно-аналитической системы (рис.1.1), интегрирующей основой которых является геоинформационное обеспечение.
Рисунок 1.1 - Автоматизированная система мониторинга и управления сельскохозяйственным производством «Агро-Н»
Аппаратно-программный комплекс «Агро-Н» включает в себя:
- комплекс аппаратно-программных средств на основе ГИС с функциями диспетчеризации сельхозтехники и управления сельхозпроизводством;
- систему мониторинга с использованием устанавливаемого на технике (тракторе, машине, агрегате и др.) бортового навигационного оборудования с поддержкой режимов: дифференциального, A-GNSS (при наличии GSM-покрытия), и приемо-передающего оборудования для обмена данными по имеющимся каналам беспроводной связи. При неустойчивой связи или вне зоны GSM-покрытия телеметрическая информация сохраняется в оперативной памяти, а при входе в зону автоматически считывается в базу данных сервера.
- систему параллельного вождения, обеспечивающую на полях сантиметровую точность вождения сельскохозяйственной техники, состоящую из бортового навигационного оборудования с поддержкой режима RTK (RealTimeKinematic), интегрированного с датчиками и агрегатами сельхозтехники; базовую RTK-станцию для генерации фазовых поправок; приемо-передающее устройство для передачи фазовых поправок к мобильному устройству.
Рисунок 2. Схема мониторинга и управления сельскохозяйственным производством «Агро-Н»
Основным преимуществом системы, разрабатываемой АО «КБ НАВИС», является комплексный подход, гибкость и масштабируемость, что безусловно сделает ее привлекательной не только для отдельных сельхозпроизводителей, но и системных интеграторов. Кроме того, имеющийся технический задел позволяет разработать систему вполне конкурентоспособную по сравнению с зарубежными аналогами, не только по техническим характеристикам, но и по стоимости18.Модуль «АгроКонтроль» также работает с данными из систем параллельного вождения Trimble. Если клиент использует в качестве систем параллельного вождения курсоуказатели фирмы Trimble, у него есть возможность добавлять, просматривать и анализировать участки, а также обработки этих участков в базе данных модуля, импортируя данные с устройств в систему.