Використання геоінформаційних систем у сільському господарстві

Електронна карта полів (рис. 2) дає інформацію про точну площу полів будь-якої конфігурації, може відображати протяжність доріг і їх якість, показує розташування об'єктів в просторі та дозволяє за необхідності здійснювати навігацію на будь-яку вказану точку за будь-якої заданої траєкторії.

Рис.1. Приклад формування меж обстежуваних ділянок сільськогосподарських підприємств за космічним зображенням.

Рис.2. Землекористування та експлікація полів сільськогосподарських підприємств

Для створення електронної агроландшафтної карти використовувалися план внутрішньогосподарського землеустрою, ґрунтова карта масштабу 1:25000. Для створення ґрунтової карти проведено векторизацію і класифікацію ґрунтових контурів в ArcGIS 9.3 з нанесенням грантових контурів та індексів ґрунтів (рис. 3). У якості растрової основи була використана ґрунтова карта масштабу 1:25000 господарства «Лан» Городенківського району, частково територію якого тепер займає ТзОВ «Авіатор».

Рис.3. Фрагмент ґрунтової цифрової карти сільськогосподарських підприємств.

Далі створюється електронна геоморфологічна карта на основі цифрування топографічної основи з отриманням тривимірної цифрової карти рельєфу або автоматично із застосуванням векторизаторів, що оцифровують відскановану з кальки сітку контурів. Топографічна векторна карта ТзОВ «Авіатор» Городенкіцвського району була отримана в процесі автоматичної векторизації ізоліній рельєфу топографічної карти у програмі Easy Trace.

На початковому етапі дослідження агро-ландшафтів сільськогосподарського підприємства і надалі для їх проектування створеним картографічним джерелом є карта розповсюдження ґрунтових ареалів. Ґрунтова карта стає основою для складання агроекологічної і агроландшафтної карти. За межами ґрунтових ареалів, а також їх гранулометричному складу.

Куту нахилу і сонячній експозиції виділяють агроекологічно однорідні ділянки. Метою виділення агроекологічно однорідних ділянок є підбір культур з урахуванням їх взаємодії (продукційної, фітомеліоративної, фітосанітарної) для виявлення умов життєзабезпечення рослин в межах поля і робочої ділянки, виключення негативного впливу просторової мінливості (мозаїчності) агроекологічних умов на продуктивні властивості земель і на технологію обробітку культур.

Основна інформація формується в процесі грунтово-ландшафтного картографування земель, що виконується за матеріалами аерофотознімання, топографічних карт і даних спеціальних польових і лабораторних досліджень. Результати досліджень представляються пошарово у вигляді електронних карт форм і елементів мезорельєфу, крутизни схилів, їх експозиції, мікрорельєфу, ґрунтоутворюючих порід, гідрогеологічних умов, ерозії ґрунтів, структур ґрунтового покриву тощо. Кожна електронна карта має базу даних, що містить, відповідно до тематики карти, інформацію по кожному контуру. Наприклад, база даних електронної карти мікроструктур ґрунтового покриву може містити таку наступну інформацію: номер контура; індекс ґрунтової комбінації; повна назва ґрунтової комбінації; співвідношення ґрунтів, ступінь складності і контрастності, положення в геохімічному ландшафті, геохімічні бар'єри, агроекологічні параметри ґрунтів.

Всі електронні карти мають єдину систему координат, прив'язану до відсканованої топографічної основи масштабу 1:10000. Кількість електронних тематичних карт-шарів залежить від складності ландшафтно-екологічних умов і рівня інтенсифікації виробництва.

Шляхом взаємного накладення тематичних електронних карт-шарів формується комплексна карта агроекологічних груп і видів земель, тобто елементарних ареалів агроландшафта (ЕАА), кожен з яких забезпечується банком даних агроекологічної оцінки (теплозабезпеченість, вологозабезпеченість, показники рельєфу, ґрунтового покриву тощо).

Спочатку виділяють групи земель за умовами рельєфу, накладаючи на ґрунтову карту цифрову карту розподілу схилів за кутом нахилу; потім накладають карти перезволожених і солонцевих земель, виділяючи групи за ступенем перезволоження і ступенем розвитку солонцевого процесу. Аналогічно можуть виділятися групи засолених, літогенних й інших земель. Далі, використовуючи карти еродованих, перезволожених, солонцевих земель, карти розподілу схилів за формами і експозицією, карту розвитку форм мікрорельєфу, усередині агроекологічної групи виділяють види земель. До карти агроекологічних груп і видів земель прив'язується база даних. Ця карта супроводжується пояснювальною запискою, в якій дається аналіз сучасного використання земель і екологічні наслідки. Особлива увага приділяється ідентифікації процесів деградації ґрунтів: яроутворенню, водній та вітровій ерозії, вторинному засоленню ґрунтів, забрудненню токсичними речовинами, промисловому руйнуванню ґрунтового покриву тощо. Дається оцінка стану мережі гідрографії, господарських водоймищ, замулювання річок і озер, забруднення поверхневих та ґрунтових вод, характеристика поверхневого й ґрунтового стоку.

Карта агроекологічних груп і видів земель з базою даних і пояснювальною запискою є основним завершальним документом дослідницьких робіт під час проектування адаптивно-ландшафтних систем землеробства. У ній міститься вся необхідна інформація для ухвалення проектних рішень щодо розміщення сільськогосподарських культур, диференціації технологій їх обробітку за різних рівнів інтенсифікації виробництва, оптимальній організації території з урахуванням ландшафтних зв'язків, тобто формування систем землеробства.

Шляхом об'єднання ЕАА, близьких за умовами обробітку сільськогосподарських культур, формується електронна карта агроекологічних типів земель. В межах контурів агроекологічних типів земель проектуються поля сівозмін і виробничі ділянки. Вони характеризуються банками агроекологічних показників, які надалі поповнюються відомостями про їх використання, врожайність і тому подібне за схемою історії полів. В рамках виробничих ділянок планується відбір ґрунтових проб для агрохімічних аналізів. За отриманими результатами агрохімічного аналізу ґрунтових проб складаються карти розподілу поживних речовин, для яких за загальноприйнятими методиками розраховуються норми внесення добрив на кожну конкретну ділянку під певну культуру і заплановану врожайність.

геоінформаційний супутниковий сільськогосподарський посів

ВИСНОВКИ

ГІС-технології дозволяють вирішувати різні задачі у багатьох сферах діяльності людини, забезпечують прийняття оптимальних управлінських рішень на основі модулювання і картографування нашого світу, можуть працювати як інтегрувальний елемент корпоративних інформаційних систем. Таким чином, геоінформаційні системи (ГІС) - сучасні інформаційні технології для аналізу і картографування об'єктів реального світу та прийняття оптимальних управлінських рішень у галузях, що пов'язані із Землею (ГЕО - від грецької ge - Земля, частина складних слів, які означають: віднесений до Землі, до її вивчення; наприклад, геологія, гідрогеологія…). Геоінформаційні технології сьогодні є необхідною складовою всіх інформаційних систем, в яких є просторові дані. А все сільське господарство, інформаційні системи агрокомплексу пов'язані із землею, з просторовими даними. Отже, використання ГІС-технологій у землевпорядкуванні, землекористуванні і, землеробстві, екології та охороні навколишнього природного середовища, сільському і водному господарстві, службі охорони родючості ґрунтів і якості продукції, економіці природокористування в ХХІ ст. вже одержали широкий та інтенсивний розвиток.

Основні галузі застосування ГІС в сільському господарстві - збільшення виробництва сільськогосподарської продукції, оптимізації її транспортування, переробки і збуту. Як приклад, можливо навести вдалий досвід компаній та агрофірм, що ефективно працюють над оцінюванням необхідної кількості і оптимізації доставки та внесення добрив, меліорантів і отрутохімікатів. ГІС використовують для просторового аналізу і моніторингу регіональних тенденцій продуктивності с/г. виробництва, підвищення ефективності галузей аграрної економіки, оптимізації водного господарства, екологічного та еколого-меліоративного моніторингу.

Використання таких сучасних інформаційних технологій, як ДЗЗ і ГІС в інтересах агропромислового комплексу України є складовою частиною загального процесу інформатизації АПК та безумовно сприятиме формуванню нових рівнів аграрних технологій, сільськогосподарського менеджменту та стратегічного планування.

Цифрова картографічна інформація дозволяє оперативно складати карти стану посівів на відповідний момент часу, які є основою для підтримки прийняття оптимальних рішень. Особливо ефективне використання геоінформаційних технологій у меліорації і водному господарстві. Найважливішою є цифрова картографічна інформація, до якої входять карти типів і характеристик ґрунтів, їх вологості, ступеня їх засолення та осолонцювання; рівня, мінералізації та хімічного складу підгрунтових вод; карти ухилів та експозиції схилів, їх еродованості; якості зрошувальної води, врожайності с/г. культур. За наявності такої інформації та відповідних фахівців вищого ґатунку (проектувальників водного господарства, науковців, науково-педагогічних працівників управлінської ланки) відкриваються необмежені можливості аналізу, прогнозу і оптимізації управлінської діяльності всіх с/г., водогосподарських підприємств і установ від міністерства до господарства (управління водогосподарських систем на макро і мікрорівнях).

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1. Барладин А. В. Использование ГИС и ДЗЗ - технологий в сельском хозяйстве [Електронний ресурс] / А. В. Барладин, П. Д. Ярошук. - 2008. - Режим доступу до ресурсу: http://repository.crimea.edu.

2. Бойко О. Г. Можливості використання ГІС / ДЗЗ технологій у точному землероб-стві [Електронний ресурс] / О. Г. Бойко. - 2009. - Режим доступу до ресурсу: pdaa.edu.ua.

3. Болсуновский М. О. Геометрическая обработка данных со спутника QuickBird. - [Електронний ресурс] [Електронний ресурс] / М. О. Болсуновский. - 2006. - Режим доступу до ресурсу: http://geopriz.webrost.lgg.ru.

4. Внедрение геоинформационных технологий и навигационных систем в задачах точного земледелия [Електронний ресурс] / И. В.Бычков, Л. В. Нефедьев, Г. М. Ружников, Н. Г. Луковников. - 2010. - Режим доступу до ресурсу: http://it.nsu.ru.

5. Використання ГІС та ДЗЗ у землекористуванні. Матеріали Всеукраїнської науково-практичної конференції, 14-16 листопада 2012 р. - Миколаїв:КП «Миколаївська обласна друкарня», 2012. - 96 с.

6. Кобец Н. І. Применение данных дистанционного зондирования земли в системах точного земледелия [Електронний ресурс] / Н. І. Кобец. - 2000. - Режим доступу до ресурсу: http://www.ulrmc.org.ua.

7. Лопирев М.І. Проектування і впровадження еколого-ландшафтних систем землеробства в сільськогосподарських підприємствах. Методичне керівництво / М.І. Лопирев. - Воронеж: Витік, 1999.- 186 с.

8. Лурье И.К. Основы геоинформатики и создание ГИС. /Дистанционное зондирование и географические информационные системы. Часть І. // Под ред. А.М. Берлянта. - М. : МГУ им. Ломоносова, 2002. - 140 с.

9. Морозов В. В. ГІС в управлінні водними і земельними ресурсами / В. В. Морозов. - Херсон: ХДУ, 2006. - 88 с.

10. Світличний О. О. Основи геоінформатики / О. О. Світличний, С. В. Плотинський. - Суми: Університетська книга, 2006. - 295 с.

11. Черняга П. І. Використання ГІС-технологій для виконання моніторингу сільсько-господарських земель та управління угіддями / П. І. Черняга, Б. Д. Олександр. - Рівне, 2009. - 67 с.

12. Arcgis 9 Spatial Analyst Керівництво користувача. Russian Translation by DATA +. - New York: ESRI, 2001. - 219 с.

13. http://www.nbuv.gov.ua/portal/Chem_Biol/Vldau/Zem/2009/files/09kvgoae.pdf

14. Ошибка! Недопустимый объект гиперссылки.

15. http://agrar-office.hmsite.net/UA/GIS/GIS.htm

16. http://agraroffice.com.ua/UA/AO%20Map%20&%20AgroGIS_files/gis.pdf

17. http://journal.agrosector.com.ua/archive/2/25

Размещено на Allbest.ru