Электронная карта полей – это файл, содержащий информацию о контуре, расположении и площади каждого поля в хозяйстве. Составление точной электронной карты – первый шаг цифровизации растениеводства, основа для внедрения компьютерных программ для агрономии и управления предприятием.
У электронной карты есть множество применений. Например, она поможет наглядно спланировать севооборот, визуализировать распределение культур по полям в сезоне. Также она используется для анализа вегетации по спутниковым снимкам и мониторинга техники. Новым сотрудникам и консультантам будет удобно ориентироваться в хозяйстве, видя карту в мобильном приложении.
Кроме того, электронная карта поможет уточнить реальную обрабатываемую площадь, которую часто не знает даже сам агроном. Границы полей на старых бумажных картах не точны из-за давности обмеров, эрозии почв, разрастания лесополос и других причин. Кадастровая карта Росреестра здесь не поможет – один кадастровый участок зачастую включает несколько полей, а заодно – лес и дороги.
В итоге, учетная площадь отличается от реально обрабатываемой для каждого поля на несколько гектаров. Уточнив площади, можно правильно спланировать закупку расходных материалов (ГСМ, семян, удобрений, СЗР) и в итоге сэкономить сотни тысяч рублей.
При подключении к системе АгроМон мы бесплатно поможем вам подготовить электронную карту, если её еще нет в хозяйстве. Рассмотрим, какие есть методы составления такой карты.
Обводка полей по спутниковым картам
В этом способе контуры полей обводятся по подложке спутниковых карт, например, Гугл или Бинг. Это делается на основании бумажной карты, которая есть в хозяйстве, или кадастровых номеров. Этот подход сравнительно быстрый и даёт неплохую точность, – погрешность границ поля обычно составляет не более одного-двух метров, погрешность площади – десятые доли гектара. Именно этот способ мы в АгроМон используем при подключении клиентов.
Обводка полей по трекам техники
В этом варианте контуры полей обводятся по трекам техники, собранным в системе GPS мониторинга. Это также быстрый и довольно качественный способ, он хорошо подойдёт, если у вас внедрён трекинг техники и границы полей существенно не менялись в последнее время. Точность здесь сопоставима с использованием спутниковой карты.
Облёт дроном
Этот метод основан на аэрофотосъемке беспилотным летательным аппаратом. Он требует выезда в хозяйства специалиста с дроном и занимает определённое время, зато точность определения границ составит до нескольких сантиметров. Кроме того, облёт выявляет области внутри поля, которые не обрабатываются из-за оврагов, деревьев и ЛЭП. Если вы хотите составить карту высокого качества на основании такого облёта, обратитесь к нашему партнёру, – компании ГеосАэро
Наземный объезд поля с точным GPS
В этом способе выполняется объезд полей с GPS приемником высокого качества, результаты объезда обрабатываются в специальной программе. Это еще дольше и дороже, чем облёт дроном, а точность этого способа обычно ниже – десятки сантиметров. Поэтому такой подход можно считать во многом устаревшим, и применять его мы не рекомендуем.
Какой бы способ вы не выбрали, полученная электронная карта станет незаменимым инструментом в дальнейшей работе предприятия.
Использование большей части современных технологий в области точного земледелия невозможно без электронных карт полей. С применением электронных карт полей агрохимическая служба может, в удобном для пользователя виде, собирать, классифицировать и использовать информацию по севообороту, урожайности, типам почв, болезням, вносимым удобрениям и СЗР.
Функциональность электронной карты полей (ЭКП):
— дает возможность вести строгий учет и контроль всех сельскохозяйственных операций, поскольку опирается на точные знания: площадей полей, протяженности дорог, информации о полях и др.;
— помогает провести более полный анализ условий, влияющих на рост растений на данном конкретном поле (или даже на участках 100х100 м или 10х10 м);
— служит оптимизации производства с целью получения максимальной прибыли, а также рационального использования всех участвующих в производстве ресурсов.
Способы создания Электронной карты полей
1. Наземный объезд полей.
Объезд выполняется с установленным на машине GPS приемнике с использованием высокоточных поправок. Результаты объезда обрабатываются в специальной программе и формируются контура полей.
Производительность замеров полей 1 000 – 2 000 га в день, в зависимости от погодных условий, состояния полей, площади поля и наличия препятствий в поле (деревья, столбы, овраги, болота и т.д.), а также от технических характеристик автотранспортного средства. Точность данного способа до 10 см., в зависимости от используемых поправок.
2. Создание ЭКП по данным съемок с беспилотных летательных аппаратов.
В данном способе выполняется съемка полей с помощью беспилотных летательных аппаратов с установленным высокоточным GPS приемником, результаты съемки обрабатываются в специальной программе и затем по снимкам отрисовываются контуры полей.
Производительность данного способа 3000-5000 га в день, в зависимости от расположения полей и метеоусловий. Помимо электронной карты полей заказчик получает актуальные снимки полей, полученные по результатам аэрофотосъемки.
Точность данного способа до 20 см.
3. Отрисовка контуров полей по данным спутниковых съемок.
На заданный район расположения полей подбираются оптимальные платные спутниковые снимки высокого разрешения. По приобретенным снимкам в специальной программе выполняется отрисовка контуров полей.
Производительность данного способа до 10 000 га в день.
Точность данного способа до 1 м., в зависимости от используемых спутниковых снимков.
В настоящее время самым популярным и оптимальным способом создания электронных карт по соотношению цена/точность/производительность является способ с использованием беспилотных летательных аппаратов.
Закажите электронную карту ваших полей.
Электронные карты полей позволяют:
1. Наглядное отображение всех производственных участков с учетом их географического положения.
2. Отображение информации по полям, производственного номера и площади поля.
3. Создавать базы данных по полям – электронного журнала агронома.
4. Использовать карты в программных продуктах: История поля, ГИС Карта, ArcGis, QGis, FarmWorks и т.д.
5. Использования карт в системах мониторинга: Автограф, Скаут, Wialon и т.д.
6. Использовать карты в мобильных приложениях для работы с ними в полях
7. Наложить матрицы высот с возможностью просмотра уклона поля в любом интересующем месте
8. Напечатать карту вашего поля, как целиком, так и отдельными фрагментами
9. Производить поиск полей по различным критериям.
Актуализация карт
Важной является задача по поддержанию созданных электронных карт актуальном состоянии. С течением времени границы полей меняются, поэтому необходимо периодически корректировать их, чтобы они соответствовали реально обрабатываемым площадям. Понять, что поле нуждается в корректировке можно по данным треков полевых работ (при использовании систем мониторинга техники), либо путем повторных обмеров полей одним из вышеуказанных способов.
Кадастровый слой
Одновременно с созданием ЭКП также создается отдельный слой «Кадастровые участки». Создание отдельно слоя «Кадастровые участки» необходимо для анализа расхождения реальной обрабатываемой площади поля и его документальных границ. Чтобы можно было проанализировать за счет каких участков на поле идёт отклонение в меньшую или большую сторону по сравнению с реальной площадью (разрастание лесополос, оврагов, появление новых болот, кустов). Определение неиспользуемых земель при наложении кадастровой карты на реальные границы полей позволяет добавить их в севооборот и в кратчайшие сроки получить дополнительную прибыль с них.
Также слой «Кадастровые участки» очень удобен для юристов организации, так как на нем можно оперативно найти на карте нужный участок, определить право собственности на него и идентифицировать точные границы при возникновении спорных ситуаций с соседними сельхозпроизводителями.
Возможности кадастрового слоя:
· Визуализация всех земельных участков в одном окне.
· Возможность поиска участков по различным параметрам.
· Возможность внесения дополнительной информации в паспорта, помимо той, что предусмотрена Росреестром.
· Наложение кадастровой карты на производственные границы полей и определение неиспользуемых земель.
· Создание тематических карт по виду правовой принадлежности участков.
Итоги
Электронные карты полей являются незаменимым инструментом современных сельскохозяйственных производителей во всем мире. Они являются основой точного земледелия. Практически все современные технологии в сельском хозяйстве требуют их наличия. Поэтому задача по их созданию должна быть первоочередной при стремлении повысить эффективность своего производства. Заказать электронную карту для ваших полей можно здесь.
Фото:marvin.news
Трансформация агропромышленного комплекса Российской Федерации предполагает цифровизацию всех направлений сельскохозяйственного производства и растениеводства в частности. Ожидаемыми результатами этой трансформации должен стать рост вклада в экономику в 2024 г. до 5,9 трлн руб
Прослушать полную аудиоверсию этой статьи
Наш обзор призван осветить последние современные разработки в сфере защиты растений, которые могут облегчить труд аграрию: от цифровых технологий до мобильных приложений для агронома. Объединяет их одно: испытанное практическое применение, повышающее урожайность культур. Итак, поехали!
Этот материал будет периодически обновляться по мере того, как в поле зрения корреспондентов «ГлавАгроном» будут появляться новые технологии, полезные нашим аграриям. Вы можете самостоятельно добавить вашу компанию в наш высокотехнологичный дайджест, выслав письмо в редакцию на адрес redakcyja@glavagrar.ru.
Создание цифровых карт полей
Одним из первых воплощений цифровых технологий в сфере растениеводства стало создание электронных карт полей. Применять электронные карты российские аграрии начали относительно недавно — в начале 2000-х гг., когда в мире эта технология существует еще с 80-х гг. прошлого века под эгидой американской системы Global Positioning System. Такая «оцифровка» включает в себя фиксацию всех процессов, которые совершались на конкретных участках земли. Кадастровые карты обычно устаревают через пару десятков лет и некорректно отображают данные о полях хозяйства на бумаге. Однако буквально за последние 5 лет в России распространились новые технологии сбора полевых данных для картографирования. Современные технологии позволяют создавать очень точные электронные карты полей и других сельскохозяйственных угодий.
«Центр агротехнологий»
agrotechcenter.ru
Москва, Пыжевский пер., 7, строение 2, 119017.
Тел. 89688170572, s.kiryushin@agrotechcenter.ru
Описание: высокоточный обмер полей с использованием DGPS с точностью обмера не ниже -0,2%, консалтинговые и научно-изыскательские работы в области сельского хозяйства, разработки адаптивно-ландшафтных систем земледелия с пакетами агротехнологии на основе методологии агроэкологической оценки земель.
Как отмечают специалисты Центра агротехнологий, объезд полей с DGPS системой установленной на крыше автомобиля, позволяет за неделю выполнить обмер полей среднего хозяйства и предоставить информацию в виде электронной схемы полей со всей необходимой инфраструктурой хозяйства. Данные, полученные с DGPS и GPS систем, обрабатываются в профессиональном редакторе карт и сопоставляются с космоснимками и картами территории, в которой находятся хозяйства. Проведение компьютерной обработки минимизирует погрешности площади каждого поля и осуществляет точную привязку к географическим координатам.
«Алтум»
altumgeo.ru
Нижний Новгород, Казанское шоссе, д. 18, п. 18.
Тел. +7 (831) 260-12-80, info@altumgeo.ru
Описание: оперативное получением геопространственных данных высокой точности, в том числе и в труднодоступных районах со сложными метеоусловиями. Можно получить такие типы данных: 3D модель объектов, тепловые карты, модели зон затопления, цифровые модели рельефа и многое другое.
Агроном может составить ортофотоплан для точного определения границ полей, создать 3D-модель рельефа для определения физической площади поля и оптимизации расхода удобрений и др. Также проводится дистанционный мониторинг в режиме реального времени для контроля за процессом уборки урожая.
«Группа компаний «Успех»
uspeh23.ru
Краснодар, ул. 9-я Тихая, дом 9 офис 24.
Тел. +79182990976, uspeh23@bk.ru
Несколько компаний, внедряющих технологии точного земледелия, систем контроля, управления и сохранения ресурсов в сельском хозяйстве и на промышленных предприятиях.
Описание: разработка комплексных программных продуктов для руководителей и собственников агропредприятий, оптимизирующих управление и экономическое планирование процесса агропроизводства. С его помощью можно посмотреть любую антропометрию поля, расстояние между полями и наиболее важными объектами хозяйства «зерноток, элеватор и.т.п.», оптимизировать расход ГСМ, планировать севооборот, рассчитывать точные дозы внесения удобрения, планировать необходимое количество СЗР и семян.
EFT-AGRO
eft-agro.ru
Москва, ул. Новодмитровская д.2, к. 2, 9 этаж, БЦ «Савеловский сити».
Тел./Факс: +7 (495) 215-08-94
Компания EFT-AGRO входит в холдинг EFT GROUP.
Описание: агрохимическое и агрофизическое исследованиями почвы; картографирование полей/земельных участков; обследование с БПЛА и спектрозональной съемкой для расчета почвенного индекса NDVI и определения зон плодородия полей и т.д.
Как отмечают в компании, при проведении компьютерной обработки минимизируется погрешность до 0,2% площади каждого поля и осуществляется точная привязка к географическим координатам. Высокая точность координат достигается с помощью спутниковых GNSS приемников EFT.
«ГЕОМИР»
www.geomir.ru
Московская область, город Мытищи, Олимпийский проспект, д. 50.
Тел. +7 (495) 788-85-90, info@geomir.ru
Описание: «оцифровка» полей с использованием спутниковой системы глобального позиционирования (GPS) и специального программного обеспечения «ГЕО-Учетчик», а также созданием электронных космокарт сельхозугодий и автоматизированных рабочих мест для работ с ними по ГИС-технологиям; поставкой, настройкой и вводом в эксплуатацию автопилотов, систем параллельного вождения и других навигационных систем для любых типов сельхозтехники.
Специалисты предприятия обещают определение фактических границ полей с субметровой точностью. Средняя производительность работ в «Геомир» — 10-30 полей в день, исходя из среднего размера поля 100 га.
Рис. 1. Электронная карта поля. Источник фото:eft-agro.ru
QGIS
qgis.org/ru/site
Описание: визуализация, управление, редактирование и анализ данных, подготовка, в том числе полноформатные электронные карты любой местности. Недостатком применения программы в сельском хозяйстве можно отметить достаточно сложный интерфейс и работу исключительно со спутниковыми снимками. Проект существует в версиях для Linux, Windows, BSD, Mac. Продолжается его адаптация под Android.
NextGIS
nextgis.ru
Москва, Новорязанская ул., д. 26, стр. 1.
Тел. +79687305252, info@nextgis.ru
NextGIS — коммерческая компания, которая строит бизнес вокруг открытого программного обеспечения, данных и методологий в области геоинформатики.
Описание: разработка, внедрение и поддержка геоинформационных систем (ГИС) и картографических сервисов.
SASPLANET
sasplanet.ru
SASPLANET – это картографическая и навигационная программа.
Описание: просмотр спутниковых снимков и карт в режиме онлайн, доступ к различным онлайн-картам, в том числе и топографические, а также спутниковые снимки от Google, Яндекса, Bing и других провайдеров. Минусом SASPLANET — при измерении не учитывается рельеф, и такой метод подходит только для равнинной местности.
Direct.Farm
direct.farm
Деловая сеть сельскохозяйственной отрасли Direct.Farm объединяет 10 тыс. человек, занятых в агрономической отрасли, из которых — 2 тыс. компаний.
Описание: на платформе собраны материалы по агрономии, приводятся примеры исследований, пополняется база знаний для аграриев. Для удобства вся информация делится по почвенно-климатическим зонам и выращиваемым видам. Пользователи платформы могут предложить вакансию, общаться с единомышленниками и обмениваться опытом, участвовать в ежемесячных конкурсах с денежными призами, покупать или продавать продукцию. Также можно бесплатно получить консультацию агронома или животновода, обратившись с вопросом в соответствующей форме на сайте.
Мобильное приложение Direct.Farm поможет оставаться на связи, а функция измерения площади превратит телефон в инструмент по измерению площади полей и непродуктивных территорий. Приложение позволяет измерять площадь фактически выполненных работ по уборке, посеву и другим агротехническим мероприятиям, повышая точность оперативных данных. Сервис работает без интернета. Приложение доступно для Android и iOS.
Direct.Farm запустил сервис АгроКалендарь, которые заранее напоминает пользователю о предстоящих важных событиях на ферме, порекомендует дату начала посева, посоветует провести обработку пестицидами и даст много других подсказок, а также мобильное приложение «Вместе» — инструмент взаимопомощи, где все подсказывают, помогают друг другу и делятся знаниями с теми, кому они нужны прямо сейчас.
«Карта полей»
Описание: «Карта полей» подходит для того, чтобы составить электронную карту своих полей. Для этого нужно установить приложение на смартфон и отредактировать информацию о поле: выделить нужный маркер на карте и выбрать соответствующий пункт в меню. Пользоваться этой программой можно совершенно бесплатно. Для смартфонов на операционной системе Android работает в тестовом режиме.
Рис. 2. Карта полей
«ТЕРРА ТЕХ»
terratech.ru
Москва, ул. Авиамоторная, д.53.
Тел. +7 (495) 673-94-09
Компания разрабатывает геосервисы, которые позволяют найти, объединить и проанализировать любую доступную пространственную информацию на территории земного шара за любой период времени.
Описание: инвентаризация с.-х. земель, оценка перспективности их вовлечения в оборот, мониторинг состояния посевов, выявление и предупреждения развития неблагоприятных явлений.
Фото:euspaceimaging.com
Рис. 3. Космический мониторинг
«ГеоМетр Россия»
geometer-russia.ru
Московская область, Балашиха, ул. Летная, 1.
Тел. +79166327232, office@gpsgeometer.ru
«ГеоМетр» — производитель систем точного и цифрового земледелия. «ГеоМетр» разрабатывают не только программное обеспечение, но и собственные приемники на любой запрос клиента.
Описание: С ударопрочным и полностью герметичным прибором ГеоМетр СКАУТ можно выполнять измерения с разной точностью: от дециметровой до сантиметровой, благодаря чему, достигается точность измерений от 0,5 до 0,01%. Удобство такого решения состоит в том, что не требуется дополнительная компьютерная обработка, все измерения происходят в режиме реального времени. Поле отображается сразу поверх спутниковых снимков. Это значительно экономит время и деньги. С помощью прибора ГеоМетр СКАУТ можно не только измерять поля, но и выполнять ежедневные работы, собирать полевые данные для последующего анализа.
Продукты компании ГеоМетр связаны между собой единой экосистемой — он-лайн платформой Агропрофиль. Компания бесплатно предоставляет он-лайн платформу Агропрофиль для работы с измеренными полями: визуализация полей на спутниковых снимках, погода он-лайн, планирование работ, контроль выполнения полевых работ, учет расходов.
Фото:«ГеоМетр»
Дроны на службе агронома
Цифровые технологии сегодня позволяют аграриям вести мониторинг состояния посевов также с помощью беспилотных летательных аппаратов. Совершая полеты над полями, беспилотники с помощью камеры и датчиков позволяют аграриям в режиме реального времени видеть, как выглядит каждое растение, как происходит процесс созревания с.-х. культур и как изменяется цвет почвы.
Агробеспилотники позволяют создавать электронные карты полей в формате 3D, рассчитывать показатель нормализованного вегетационного индекса для эффективного удобрения культур, инвентаризировать проводимые работы и даже сажать растения с помощью специальных дронов, которые выстреливают в почву капсулы с семенами. Такие услуги европейским фермерам предлагает стартап BioCarbon Engineering, который громко заявил о себе весной 2015 года, объявив о своих планах сажать в будущем до 1 млрд деревьев в год.
Фото:static.wixstatic.com
Рис. 4. Беспилотники в сельском хозяйстве
В России рынок сельскохозяйственных БПЛА только начинает развиваться, здесь уже появились свои серьезные игроки, т.к. российские аграрии понимают преимущества внедрения в хозяйство современных технологий.
DJI
dji.com
SZ DJI Technology Co., Ltd. — китайская частная компания, производитель мультикоптеров, микроконтроллеров, видеооборудования. Один из пионеров и лидер рынка беспилотных летательных аппаратов (БПЛА), инноватор на рынке летающих дронов, контроллеров для БПЛА и оборудования для стабилизации видеосъемки.
Под маркой DJI выпускаются также и сугубо ориентированные на применение в сельском хозяйстве модели, в частности, MG-1.
Фото:i.shgcdn.com
Рис. 5. Октокоптер DJI Agras MG-1
DJI Agras MG-1 является октокоптером. Особенность этого БПЛА в высокой грузоподъемности, которая с учетом веса мультикоптера составляет 22,6 кг. При этом вес самого дрона составляет 9 кг без учета установленных двух аккумуляторов.
Отличительной особенностью управления DJI Agras MG-1 является достаточно большой радиус действия аппаратуры. Он составляет 1 км. Этим может похвалиться далеко не каждая модель. Подобный радиус действия имеет и модель SMD Mirage Pro, но в отличие от MG-1, время полета у нее на 6 мин больше. Такая же продолжительность полета у модели Sci.Aero cyberQuad, однако радиус ее действия меньше вдвое, а, в свою очередь, начальная стоимость гораздо выше. Для сравнения: у DJI MG-1 она составляет $14 тыс, а у cyberQuad — $37 тыс.
Aerial Technology Internationa
aerialtechnology.com
Американская компания Aerial Technology International (ATI), выпускает всего четыре модели мультикоптеров и множество выполненных индивидуальных решений (дроны на заказ с функционалом под заранее определенные миссии), в том числе и «решения под ключ» для сельского хозяйства.
AgBOT
Дальность полета AgBOT составляет 26,7 км. При этом продолжительность нахождения аппарата в воздухе практически ничем не уступает DJI Agras MG-1, однако цена ощутимо ниже и составляет $9,75 тыс. Под этой же маркой выпускаются и более бюджетные БПЛА для сельского хозяйства. Это Aerial Technology International AG550 с длительностью полета в 25 минут и ценой в $3 тыс.
Фото:aerialtechnology.com
Рис. 6. Aerial Technology International AGBOT
ALTI
altiuas.com
Компания ALTI специализируется на производстве летательных аппаратов с длительным сроком службы и беспилотных систем VTOL (вертикальный взлет и посадка) с максимальной производительностью. Компания ALTI является главным коммерческим производителем беспилотников в Африке, который базируется в ЮАР, разрабатывает, производит и экспортирует беспилотные летательные аппараты (в том числе и для сельского хозяйства) с доставкой по всему миру.
SteadiDrone QU4D X
Модель SteadiDrone QU4D X с продолжительностью полета в 20 мин. и стоимостью в $13,999 тыс. предназначена именно для применения в сельском хозяйстве.
Среди компаний, выпускающих подобные БПЛА, на российском рынке доступен и Height Tech. В ассортименте бренда есть сразу два аграрных беспилотника: Height Tech HT-8 C180 с длительностью полета в 20 мин и Height Tech HT-6, полетное время которого на 5 мин меньше.
Фото: Heighttech.com
Рис. 7. Дрон HT-8 C180
Лаборатория в кармане
GrainSense
grainsense.com
Компания GrainSense основана на базе государственного исследовательского центра VTT, работающего, в том числе и над созданием портативных устройств для нужд сельского хозяйства. Компания сконцентрирована на рынках Финляндии, Швеции и стран Балтии.
Портативный экспресс-анализатор GrainSense измеряет основные параметры посевов и помогает в принятии необходимых решений для повышения рентабельности. Прибор измеряет содержание белка, влаги, масла и углеводов в зерновых и других сельскохозяйственных культурах. Устройство использует GPS-позиционирование и предлагает сервисы обработки большого объема данных на основе облачной среды.
Фото:labreaktiv.ru
Рис. 8. Портативный экспресс-анализатор GrainSense
ATAGO Russia
atago-russia.com
Санкт-Петербург, ул.Савушкина, д.83, кор.3, оф. 230.
Тел. +7 (812) 777-96-96, info@atago-russia.com
Японская компания ATAGO была основана в 1940 г. За годы работы ATAGO стала одной из наиболее развивающихся компаний на рынке электронно-оптической продукции. В настоящее время фирма имеет представительства в 154 странах, в 7 из которых реализуют свою деятельность дочерние компании, в том числе и в России.
DEC-2 — цифровой кондуктометр для почвы и воды от российского подразделения компании ATAGO проводит анализ почвы, гидропоники, промышленных моющих средств, проверки сточных вод и других растворов. DEC-2 — это новый цифровой компактный прибор широкого спектра применения, который служит, в основном, для оценки засоления почв.
Прибор обладает классом защиты IP-67, что позволяет мыть его под струей воды, а также погружать в воду. Также он оснащен функцией автоматической температурной компенсации от 0 до 50 °C.
Рис. 9 . Цифровой кондуктометр для почвы и воды DEC-2. Источник фото: atago-russia.com
DELTA-T — портативный измеритель показателя Brix в яблоках PAL-HIKARi 5. Это разработка ATAGO в области измерения показателя преломления по шкале Brix в яблоках. Отличительной чертой данного прибора является метод измерения % Brix — инфракрасное излучение, позволяющее производить измерения прикосновением к образцу без какой-либо пробоподготовки (например, отжим яблочного сока).
PAL-HIKARi 5 позволяет контролировать спелость яблок при сборе урожая непосредственно в саду.
Фото:i.ytimg.com
Рис 10. PAL-HIKARi 5
«ГеоМетр Россия»
«ГеоМетр» предлагает также комплексное решение с портативными устройствами для агрономов по принципу «все в одном». Полевая сумка агронома может использоваться практически для организации всех видов сельскохозяйственных работ. В состав сумки входят различные высокоточные измерительные приборы:
- Почвенный термометр.
- Влагомер зерна.
- Анемометр — измерение скорости ветра и температуры окружающей среды.
- GPS навигатор.
- РН Метр — прибор для определения кислотности почвы (кислотность, влажность, освещенность).
- Измеритель осадков механический — дождемер и др.
Фото:images.ru.prom.st
Рис. 11. Полевая сумка агронома
Это далеко не все интересные агрономам проекты и инициативы в сфере цифровых технологий в АПК, о которых мы бы хотели рассказать нашим читателям. На страницах «ГлавАгроном» мы еще обязательно вернемся к этой интересной и современной теме!
Электронные карты полей: почему точное земледелие начинается с точных границ
Давайте простыми словами без лишней терминологии разберём первый шаг на пути к эффективному земледелию. Поговорим про электронные карты полей и определение точных границ поля. Это самое начало, без которого не получится цифровизация агросектора в целом и конкретного фермерства в частности. Приведём понятную аналогию. Чтобы вести бухучет даже маленькой фирмы, недостаточно просто калькулятора. Нужно что-то посерьезнее: 1С или похожие программы. В поле также: одного трактора мало, нужна система контроля и оценки. Невозможно получить точные данные по всему агропредприятию, не имея основной составляющей – электронной карты полей.
Оцифрованная карта – это план-схема, на основе которой нужно принимать решения по планированию сельскохозяйственных работ и учёта земельного банка. С планированием работ всё понятно: это подготовка к посеву, посев, обработка химикатами, то есть любые агроманипуляции. Когда есть оцифрованные границы, можно дальше углубляться и на их основе создавать почвенную карту и карту урожайности поля. То есть с электронной картой вы можете составить комплексный агрономический дневник с показателями продуктивности разных участков поля. Когда такая информация зафиксирована, легко делать объективные выводы, какие действия дали хороший результат, а на чем,например, можно было и сэкономить. А прозрачный учет – это уже часть стратегии и планирования доходов и расходов агробизнеса.
Какая связь электронной карты поля с аудитом земельного банка
Электронная карта даёт понимание реальных границ, площадей и их геометрии. При объединении электронных и кадастровых карт можно уточнить и выявить следующее:
- Земли, которые обрабатываются, но на них нет кадастрового паспорта
- Кадастровые участки, которые не обрабатываются
- Неучтенные участки, на которых производятся работы
- Количественную разницу между производственной и кадастровой площадью
На основе данных карты можно организовать работу на предприятии по разным направлениям:
- Точный расчёт удобрений и СЗР
- Точный расчёт семенного материала
- Учет урожайности по участкам
- Автоматический расчёт обработанной площади
- Мониторинг подвижных объектов
- Планирование транспортной логистики и маршрутов движения транспорта.
Кому нужна электронная карта поля
Разные отделы предприятия могут использовать карту в своих целях. Но максимальная потребность в такой карте у агрономов, управленцев и юристов:
- Руководителям и собственникам карта поможет оценить рентабельность земель и принять стратегические решения. Например, избавиться от нерентабельных площадей и покупка новых.
- Агрономы смогут вести историю полей, уточнять условия для составления технологических карт, систематизировать данные по посевному материалу, удобрениям и СЗР.
- Юристы смогут анализировать производственные и официальные контуры для успешного участия в судебных разбирательствах по спорным моментам.
Как мы составляем электронную карту поля
Для начала мы согласовываем план обмера полей на основе структуры посевных площадей. На основе плана делаем объезд для исследования производственных участков. Во время этого объезда уточняем не только внешние контуры полей, но и исключаем все необрабатываемые сегменты: заболоченные, поросшие лесом, участки с инфраструктурой вплоть до столбов линий электропередач. Чтобы исключить неточности, дополняем эти данные космоснимками, информацией специализированного ПО и дальномером.
В результате мы формируем отображенную на карте всю инфраструктуру и местность. Отдельным слоем на схеме полей делаем населенные пункты, места дислокаций (ток, контора, мехбаза), леса, реки и дороги.
Какой формат готовой электронной карты поля выбрать
Если вы планируете работать с данными в Google Earth, то стоит выбрать формат kml.
Если цель – использовать полученные данные в программных продуктах типа QGIS, SMS Advanced, то выбирайте векторный формат – shp.
Электронная карта – это аграрный инструмент, который при грамотном применении экономит деньги и помогает сделать сельхозоперации
продуктивнее. Например, вы вносите удобрения и СЗР, исходя из средних
норм. Эта работа вслепую, ведь есть вероятность их перерасхода или, наоборот, нехватки. А это, в свою очередь, лишние траты или вообще отсутствие результата.
Карта помогает понять реальную потребность каждого участка земли. Агроном с электронной картой поля как стоматолог с микроскопом – видит больше и объективнее, чем просто с зеркальцем.
С электронной картой вы точно будете знать, где необходимо глубже пахать, гуще сеять и больше вносить удобрений. Поэтому сможете оптимизировать процесс обработки почвы.
Время на прочтение
5 мин
Количество просмотров 9.3K
Несколько месяцев назад мы запустили первую в мире бесплатную интерактивную карту, с помощью которой можно посмотреть информацию о любом поле в США и Европе. Про карту написали десятки изданий, а на Product Hunt она собрала беспрецедентные для продукта из агросектора полторы тысячи лайков (и в итоге стала AI & Machine Learning Product of the Year 2018). Мы разрабатывали карту два месяца — вот как это было.
Интерактивная карта построена на алгоритмах машинного обучения и спутниковых снимках. В ней собрана информация о 60 миллионах полей и 27 культурах в 44 странах Европы и США. Данные – за три года. Все поля мы распознали с помощью ML по спутниковым снимкам. При помощи карты можно как отслеживать тенденции на уровне стран и регионов, так и наблюдать за развитием конкретного поля. Например, вы можете узнать, сколько площадей было занято кукурузой в США в 2016 году (49,1 миллионов гектаров) или в каком регионе Бельгии больше всего пшеничных полей (Валлония).
Европа на минимальном зуме
При помощи карты можно узнать информацию и по отдельному полю: его размер, культуру, график развития и комплексный показатель Field Score. Он рассчитывается по индексу NDVI, климатическим показателям и относительной урожайности поля. В любой момент вы можете посмотреть, как развивается свекла на вашем поле или какую площадь под бобовые отвел сосед в прошлом году. Помимо всего прочего, — это красиво. Мы сделали кнопку «случайные красивые поля»: она перемещает вас по 35+ местам по всему миру, каждое из которых похоже на произведение абстрактного искусства.
Идея создания такой карты появилась ещё в июле прошлого года. Нам не хватало инструмента, который позволил бы наглядно продемонстрировать все наши технологические возможности. В августе вся команда вплотную приступила к разработке.
Данные: собрать, обработать, сжать
При разработке карты мы использовали снимки спутника Sentinel-2 программы Copernicus Европейского союза. Всего для Европы и США было обработано порядка 250 терабайт информации. На первом этапе мы делали препроцессинг снимков: чистили облака, тени, снег, выполняли компрессию данных. Затем на получившихся 50 терабайтах запустили процесс поиска границ полей и классификации культур на наших моделях машинного обучения. На выходе мы получили около 250 гигабайт векторных карт, содержащих геометрии полей и культуры.
Для обработки данных и просчёта статистики мы использовали базу данных PostgreSQL и PostGIS. После экспорта исходных векторных данных получили базу, в которой было около 180 миллионов записей о геометрии полей, а также более миллиарда записей дополнительной атрибутивной информации о самих полях за три года. На таком объеме данных мы просчитывали статистику, рейтинги, определяли популярность разных культур в регионах мира — всё то, что на карте отображается в левой колонке и интерактивных подсказках.
Поля Хорватии
Мы хотели быстро рассчитывать и отображать агрономические показатели по полю, а также визуализировать график развития растений за сезон. Для этого мы использовали собственный подход к кэшированию и компрессии спутниковых данных. Это позволило сократить размер хранилища данных в 100−200 раз, а скорость получения информации по полю уменьшить до 1 секунды.
Также в эту версию карты мы добавили комплексный показатель Field Score, который позволяет быстро оценить рейтинг поля. Field Score это первый шаг в направлении прогнозирования урожайности, над которым наша команда сейчас работает. Карта делалась в сжатые сроки, потому пришлось много оригинальных решений изобретать на ходу. Но все новые разработки мы применяем в работе над нашим основным продуктом.
Карта: выбрать формат и подготовить данные
Для того, чтобы визуализировать данные, мы использовали Mapbox. Существует два подхода к созданию карты, мы опробовали оба. Первый предполагает создание растровой карты. В этом случае мы делим карту на квадраты, которые рендерим в картинки и храним на сервере. Браузер загружает несколько картинок и двигает их, когда пользователь перемещается по карте. Этот подход позволяет отобразить все поля, не нужно ничего фильтровать. Это красиво, минус в том, что карта получается статичной, плюс растровые картинки много весят.
Второй подход — создание векторной карты. Браузер загружает векторные данные и уже на стороне клиента анимирует их. Так работают современные карты Google и Yandex. Данные весят меньше, чем картинки, и позволяют изменять дизайн любого элемента. Такую карту позволяет сделать сервис Mapbox, в частности, их библиотека Mapbox GL это инструмент с открытым исходным кодом для отображения карт в вебе. Среди прочего, Mapbox предоставляет платный сервис хранения картографических данных. Можно вручную загрузить свои данные на их серверы, а Mapbox будет быстро распределять информацию, обеспечивая чёткую работу карты. Это существенная часть работы, и благодаря тому, что Mapbox берёт ее на себя, задача команды сильно упростилась.
Эмилия-Романья, Италия
При работе с векторным данными есть условное ограничение: чем больше информации ты хочешь отобразить на карте, тем медленнее всё будет работать. Для решения этой проблемы мы использовали утилиту от Mapbox под названием Tippecanoe. На основании выбранных нами алгоритмов она определяла, на каком зуме те или иные поля будут видны, а какие нет, и невидимые векторные объекты убирала из слоя. Всего в Tippecanoe более 20 алгоритмов фильтрации, мы опробовали все и выбрали пару основных. Подготовленные таким образом данные мы сжали при помощи технологии mbtiles от Mapbox до 50 гигабайт, и затем загрузили на серверы компании.
Ещё больше ускорить работу карты позволило использование фреймворка Next JS, который выполняет серверный рендеринг страницы. Большинство приложений в современном мире рендерятся целиком на стороне клиента: при открытии окна в браузере отображается пустая hmtl-страница и скрипт, который загружает всю информацию. Фреймворк Next JS рендерит все на сервере, и это делает загрузку приложения быстрой для клиента.
Карта: настроить визуал и придумать «волшебную кнопку» за ночь до релиза
Mapbox стал приятным открытием для нашего дизайнера. Сервис упростил его задачу, потому что он смог визуализировать данные без привлечения front-end разработчика. Со стороны может показаться, что раскрасить поля в готовом интерфейсе легко, но есть много нюансов. У нас 27 культур, и подобрать для них цвета было непросто. Для популярных культур нужны контрастные цвета, для менее популярных – менее контрастные, и все они должны быть хорошо различимы на разных зумах. В карте много вложенностей и интерактивных подсказок, потому самым сложным было продумать логику переходов на разных уровнях.
За ночь до релиза мы поняли, что на карту и цифры хоть и интересно смотреть, но этим не хочется поделиться в социальных сетях. Поэтому решили добавить кнопку «random beautiful fields», которая перекидывает пользователей между разными местами планеты. Всем офисом мы искали красивые места, за час нарисовали кнопку и всё заверстали. Утром потестили – и запустили. Кажется, что именно эта функция дала нам такой большой охват. Иначе никто бы не обратил внимание на то, что поля похожи на абстрактные картины. Не стоит недооценивать силу решений, принятых в последнюю минуту.
Поля Франции
Ещё одну функцию мы добавили в карту уже после запуска. Мы знали, что иногда распознаем поля и культуры на карте не совсем точно, и фидбек со стороны пользователей позволяет улучшать наши алгоритмы. После релиза фермеры начали присылать сообщения о неточностях в распознавании культур: «У меня на поле растет подсолнечник, а у вас указана кукуруза». Чтобы решить этот вопрос, мы добавили в карточку поля кнопку, которая отправляет нам уведомления об ошибках. Собранную информацию мы используем для повышения точности наших моделей распознавания культур.
В итоге
За время своей разработки концепция карты многократно усложнилась. Если сначала мы планировали сделать простую визуализацию полей и культур по всему миру, то финальный продукт получился намного более комплексным. Но карта стоила затраченных на неё усилий. После релиза нам написали сотни инвесторов, фондов и научных исследователей. Часть технологических решений, например, фреймворк Next JS и утилиту Tippecanoe, мы будем использовать в работе над, нашей бесплатной веб-платформой для точного земледелия OneSoil.
Мы стали первыми, кто нанес на карту все поля США и Европы за три года. Данные, которые мы получили, – уникальны. Уже сейчас мы знаем про поля больше, чем любая компания или государство. А статистика, которую мы получаем при помощи алгоритмов машинного обучения, часто более точная, чем та, что была собрана вручную. Мы сделали первый шаг к тому, чтобы автоматически распознать поля во всём мире – это наш план на ближайшее будущее.
