Спецвозможности
Аналитика

Космический агромониторинг в Украине

02.09.2019
1994
Космический агромониторинг в Украине фото, иллюстрация
Приклад інформації, яку можна отримати з космосу: карта вологості грунтів

Сайт «Пропозиція» впервые в гостях в столь «закрытом» учреждении. Угрюмая проходная, специальное бюро пропусков, проверки документов, пропуска, проход с сопровождающим - все это невольно напоминает советские "почтовые ящики". Далее, хитроумный маршрут между старыми корпусами, длинные коридоры с неприметными дверями, которые окончательно запутывают странного гостя. Однако когда заходишь в нужную дверь, понимаешь зачем все эти условности: половина работающих за мониторами и ноутбуками в одном из помещений в камуфляже. В следующей комнате все в гражданском, но таинственность не меньшая…

 

З космосу можна роздивитися трактор, сівалку і навіть куряву за сівалкою

Итак, мы в Национальном центре управления и испытания космических средств. На столах большие мониторы - предел желаний тех, кто занимается дизайном полиграфии. Один из специалистов обрабатывает спутниковый снимок с участком большого поля. При увеличении его мы четко видим, как одна из незаметных точек на изображении превращается в трактор, а другая - в сеялку. Видно даже пыль, которая поднимается за сеялкой.
 
Именно такую исключительную четкость изображения обеспечивают современные спутники с разрешением до 50 см. К сожалению, это информация не от отечественных, а от иностранных спутников, которая принимается специалистами Национального центра на украинские наземные станции.

Два собственные спутники Украина планирует вывести на орбиту только в ближайшие годы. Они будут обеспечивать несколько худшее разрешение: один - в 7,8 м, а другой - 2,5 м. Но такая информация также является очень актуальной для нужд государства. Именно специалисты Национального центра будут осуществлять круглосуточные меры по управлению и эксплуатации этих спутников. Это единственная в Украине организация, которая способна выполнять работы такого уровня. 

А пока Национальный центр управления и испытания космических средств получает снимки сверхвысокого и высокого разрешения на собственные наземные станции на коммерческой основе.

Впрочем, подобная информация без специальной обработки мало что скажет рядовому аграрию. Узкоспециализированный специалист по дешифрированию космических данных может «вытянуть» из снимков максимум полезной информации. В вышеупомянутом Национальном центре такие услуги сравнительно недороги. Как убеждает начальник Национального центра Владимир Присяжный, и космические снимки, и их обработка специалистами центра, обойдутся украинским аграриям значительно дешевле, чем имеющиеся на отечественном рынке различные цифровые приложения.
 
Но увидеть как тракторы ездят по полю - это лишь небольшая часть той информации, которую можно получить из космоса. В подтверждение этого специалисты учреждения показывают снимок оккупированного Крыма за прошлый год. Наложение его на аналогичный снимок 2014 демонстрирует резкое - до 30% - уменьшение площади некоторых водоемов, входящих в состав систем орошения АР Крым.

Індекс вегетації на території Криму минулого літа

А вот тематическая карта на основе спутникового снимка с индексом вегетации по АР Крым и югу Украины за прошлый год. Красные островки, которые показывают критическое состояние растительности есть и на прилегающей к Крыму территории Херсонщины. Но степной Крым буквально изобилует красным цветом, которым обозначены ареалы, где средний индекс вегетации снизился на 0,3 единицы. Это свидетельствует об ощутимом уменьшении биомассы растительного покрова из-за нехватки воды.

С помощью этих инструментов соответствующие украинские государственные чиновники видят реальное положение вещей на оккупированных территориях. И хотя в этом году благодаря большему количеству осадков ситуация лучше, все же специалисты констатируют, что в степном Крыму без днепровской воды выращивание полевых культур постепенно будет сворачиваться: из скважин такие площади не польешь.

Карта, що знаходиться в відкритому доступі на порталі Національного центру управління та випробування космічних засобів

Подобные тематические карты, но по своему региону, могут увидеть не только специалисты Национального центра, но и все желающие, причем бесплатно. Для этого достаточно зайти на сайт ведомства http://portal.dzz.gov.ua/geoportal/. Тут
есть информация об уровне влажности почвы, прогноз погоды, тот же индекс вегетации, температура на поверхности почвы, вероятность возникновения температурных аномалий в определенных местностях, прогноз пожарной опасности, а также данные о снеготаянии и высоте снежного покрова. Правда, эти данные представлены с низким разрешением - от 250 до 1000 м, что не позволяет видеть ситуацию на конкретном поле - только общую картину для местности. К тому же данные о температуре на поверхности почвы корректны только при безоблачной погоды. Данные, основанные только на результатах космической съемки, в облачную погоду недоступны: облака для спутника выступают непреодолимым препятствием для мониторинга поверхности Земли.
 
К счастью, есть еще данные радиолокационного мониторинга, для которого облака - не помеха. А прогноз температуры базируется не только на данных спутникового мониторинга, но и на данных государственных наземных метеостанций и других.

Карта основних польових культур, що вирощуються на території Дунаєвецького р-ну Хмельницької обл.

Национальный центр на основе этой информации нарабатывает технологии из прогноза урожайности. Он ведет пилотный проект по этой теме еще с 2007 г. - в пределах небольшой территории Дунаевецкого района Хмекльницкой области, ежегодно сверяя свои прогнозы с реальными показателями и на базе разногласий совершенствуя методику. На сегодня, по словам специалистов учреждения, удалось достичь прогнозирования урожайности с точностью до 10% от действительной в ту или иную сторону, но директор Национального центра считает, что этого недостаточно и методику следует совершенствовать дальше.

Также с точностью более 90% удалось идентифицировать более десятка самых распространенных полевых культур, в частности, рапс, гречиху, а также отличать люцерну от клевера, а овес - от ячменя и пшеницы. Как объяснили специалисты учреждения, такой точности удалось достичь благодаря тому, что, в рамках пилотного проекта, который охватил Дунаевецкий район Хмельницкой, на 8% площадей удалось получить наземные данные для сравнения, объезжая район на машине с GPS-навигатором в руках. Если получать с земли, например, только 2% данных, то точность идентификации культур составит всего около 50%. Поэтому нередко из других источников можно встретить данные, где все зерновые или все многолетние насаждения собраны в одну общую группу.

А от що вийшло, коли на карту космічної зйомки наклали карту з Держгеокадастру

Карта наслідків буревію: зелений колір - рослини в нормальному стані, коричневий - повністю знищена рослинність

Данные идентификации культур показали много интересного. Так, например, на одном из полей рапс выращивали 3 года подряд. Но еще более интересная информация всплыла, когда по данным космического мониторинга начали устанавливать границы участков. Выделялись участки площадью не менее 1 га, то есть огороды даже не принимались во внимание. Но границы всех примерно 4,5 тыс. земельных участков в районе были определены с использованием ортофотопланов, то есть с поправкой на рельеф. И оказалось, например, что ряд распаеваных полей, данные о площади которых в земельном кадастре перекочевали из колхозного паспорта поля, имели площадь не 100 га, как указано в паспорте, а 110-115. Во времена бывшего СССР за счет неучтенных площадей колхозам удавалось завышать показатели урожайности, за которые хозяйство и его руководители получали различные поощрения. Сейчас они используются подобным образом, но в частных интересах. Однако хуже всего то, что местами границы полей и особенно паев на местности очень расходятся с данными Госгеокадастра.

Еще один пласт информации о вашем поле, которое можно увидеть из космоса, - гибель растительности, например, в результате стихийного бедствия. На снимках агромониторинга высокой точности, после большой бури или града можно увидеть «лысины» даже на отдельном поле, где культура не взошла, вымокла, выбита и тому подобное. Но современные информационные инструменты на основе обработки снимков спутника Sentinel-2 позволили специалистам Национального центра за несколько часов оценить состояние около полутысячи полей (30 тыс. га) после урагана в Черкасской и Полтавской областях в 2017 г.

Итак, делая агромониторинг из космоса можно увидеть, что делается на поле в определенный момент времени, какая культура посеяна, ее общее состояние, индекс вегетации, даже помочь аграриям в планировании агрохимических мероприятий по внесению удобрений и тому подобное. То есть, космические снимки позволяют увидеть, обрабатывается ли участок на самом деле, нарушается ли на нем севооборот, его реальные границы и размеры. Эта информация интересна не только для фермеров, но и для налоговых и контролирующих государственных органов, в частности, об истинном масштабе ущерба от стихийных бедствий. Информацией Национального центра по агро- и экомониторингу уже пользуются профильные министерства, что способствует экономическому развитию нашей страны и дает надежду на дальнейшее распространение космических технологий в других сегментах экономики и их внедрение на региональном уровне.

"Лисини" на полі, які видно зі знімку високої чіткості

Однако, для этого нужен системный государственный подход, существенное увеличение финансирования космической отрасли, осознанная подготовка молодых специалистов по соответствующим специальностям, надлежащая работа с регионами и тому подобное.

З космосу видно зменшення площі водойм у Криму

Из мирового опыта для спутникового агромониторинга в масштабах страны нужно 1-2 специалиста по обработке спутниковых данных на район. То есть, на всю страну нужно до 900 человек только технического персонала, чтобы собирать наземные данные и поддерживать базу земельных участков в актуальном состоянии. Затем за дело должны взяться аналитики, агрономы, программисты и результат превысит все ожидания. Однако, по словам начальника Национального центра, пока учреждение не имеет и десятой части необходимого персонала. Поэтому может осуществлять агромониторинг только небольших территорий в исследовательских целях. Сейчас мониторинг выходит на новый уровень: после выполнения комплексного обследования Дунаевецкого района Хмельницкой области Национальный центр вместе с Житомирским национального агроэкологического университета берется за территорию целой области - Житомирской. Однако неизвестно, когда удастся закончить эту работу. Для ее выполнения понадобится содействие региональной власти и мощная поддержка со стороны университета и Минобразования.
 
Спутниковый мониторинг может существенно помочь государству в нелегком деле пополнения бюджета (актуализация сбора налогов и штрафов за ненадлежащее использование земель), а также для экономии бюджетных средств, поставляя информацию для контролирующих органах на местах. При наличии таких системных данных будет гораздо сложнее писать, что «все погибло» и претендовать на завышенные суммы компенсаций в результате стихийных бедствий. При этом, обеспечивается двойной контроль: как проверяемых, так и проверяющих.
 
В прошлом году Академией аграрных наук было инициировано создание Центра «Агрокосмос». Идея замечательная, но без надлежащего финансирования и достаточного количества персонала все усилия Института агроэкологии и природопользования НААН Украины, на который была возложена задача агромониторинга, даже при поддержке Национального центра, будут бесполезны.

Таким образом, Украина как космическое и одновременно аграрное государство имеет большой потенциал и имеющиеся наработки для широкого внедрения космических технологий в интересах развития экономики страны. Все что для этого нужно - это политическая воля нового руководства государства и финансирование. Национальный центр и соответствующие отраслевые научные учреждения могут стать основой и точками роста для такого амбициозного проекта. Не только США и развитые страны Европы и Азии прошли этот путь, но и Казахстан, Турция, Беларусь и другие. В Украине такие изменения тоже возможны и актуальны…

 

Богдан Малиновский, b.malinovskiy@univest-media.com

Интервью
Владимир Шульмейстер Родился в Николаеве. Закончил Николаевский кораблестроительный институт им. адмирала С. О. Макарова по специальности «турбиностроение», инженер-механик. Защитил докторскую диссертацию по материаловедению.  С 24 декабря 2014 года по 30 декабря 2015 года занимал пост первого заместителя министра инфраструктуры Украины
Украинский институт будущего - независимый аналитический центр, который прогнозирует изменения и моделирует всевозможные сценарии развития событий в Украине, предлагает альтернативные решения.
Несмотря на бурное развитие аграрного сектора в экономике Украины уровень проникновения агрострахования в сельское хозяйство колеблется на отметке 2-3%. Зато мировой опыт подсказывает, что становление мощного аграрного государства... Подробнее

1
0