Супутники для фермерів: чому аграріям України потрібні дані з орбіти

За прогнозами консалтингової компанії Grand View Research Inc., 2025 року світовий ринок точного землеробства перетне позначку в $10,23 млрд. Використання технологій точного землеробства у світі дає змогу підвищити річну ефективність аграрних угідь із територією від 300 га на $11 тис. і 1000 га — на $39 тис.

Ринок інновацій України — це близько $50 млн на 30% усього сектору економіки. В нас він зачіпає здебільшого тільки великі холдинги, які впроваджують системи автопілотів та курсовказівники для важкої техніки. Малих і середніх грав­ців ринку це поки не стосується. І дарма, адже у світі точне землеробство і, зокрема, супутникові дані — це напрям для розвитку саме малих і середніх під­приємств. І в Україні саме супутникові технології можуть стати ключовим фактором для росту не лише цього прошарку агровиробників — фермерів, а й аграрного сектору загалом.

Відповідно до звіту Unit City та Smart Farming, обсяг інвестицій в український AgTech не перевищує $4 млн на рік. Утім, аграрним сектором України все більше цікавляться іноземні спонсори та бізнес-акселератори. Ближче до завершення 2018 року Світовий банк у співпраці з EOS Data Analytics розпочали спільний проект супутникового моніторингу сільськогосподарських земель України.

Що дає моніторинг землі з космосу

Ціль моніторингу земельних угідь через супутники — врахувати варіативність усіх видів рослин та їхнього стану в кожній окремій ділянці поля. На сьогодні 80% аграріїв США перебувають на різних стадіях упровадження методик точного землеробства. До речі, від 70 до 80% усього обладнання, купленого останніми роками, включають у себе функціонал, який пов’язаний із цим новітнім підходом.

Точне землеробство дає вичерпну картину того, на яких частинах вашого поля культури ростуть гірше, а на яких — краще. Таким чином ви можете застосовувати диференційоване внесення добрив і доглядати за кожною ділянкою поля з урахуванням її індивідуальної потреби.

Наприклад, завдяки супутникам ви можете дізнатись, які частини поля постраждали від заморозків через слабкий сніговий покрив. Також можна оцінювати ефективність внесення добрив за знімками стану рослин, зроблених минулих сезонів.

Цілі десятиліття космічних зйомок усієї планети доступні у вигляді онлайн-бібліотек. Ваші поля теж входять у ці бази, і тепер ви можете їх не тільки бачити, а й аналізувати.

Україна має різноманітний склад видів ґрунтів і вирощуваних культур. Відомо, що лише 60% із них — це чорноземи, які розміщені переважно в лісостепових зонах. Використовуючи історичні дані про специфіку місцевості та результати догляду за культурами, аграрний сектор може оптимізувати свою роботу.

Чим космічні знімки корисні в аграрному секторі, так це можливістю позначати неоднорідні ділянки полів у вигляді чітких кольорів.

Мова йде про дистанційне зондування землі. Завдяки цій технології, супутники аналізують відтінки рослинного покриву та чітко картографують їх завдяки спеціальним індексам. Найпростіший і найуніверсальніший — це NDVI, тобто Нормалізований диференційний вегетаційний індекс. Він дає змогу отримувати точні дані незалежно від різних змін рельєфу і впливу зовнішніх атмосферних факторів, таких як схили землі, освітлення та експозиція.

Також ці платформи мають гнучкі засоби візуалізації даних. Наприклад, застосовуючи індекс NDVI, ви можете робити висновки про стан поля залежно від передачі кольору на конкретних його ділянках.

Супутники створюють альтернативу для дронів. Останні більш мобільні та точні. Також дрони не вилітають за межі атмосфери Землі і тому хмарність їм не перешкоджає.

З іншого боку, літаючим апаратам стають на заваді такі погодні явища, як вітер та опади. Також їх не можна застосовувати в ситуації no fly zone поряд з аеропортами та військовими об’єктами. Найбільшим недоліком є порівняна вартість. Один виліт дрону, сам по собі, дорожчий, ніж знімок супутника в 4–5 разів. Якщо ж потрібно вилетіти 4 рази, то ціна зростає в 15–20 разів.

Таким чином супутникові дані роблять моніторинг стану полів значно дешевшим. З ними аграрії можуть слідкувати за загальним станом багатьох полів та великих посівних площ. Дрони, в свою чергу, залишаються високотехнологічною альтернативою для більш точного аналізу стану полів та причин зниженої вегетації за рахунок отримання знімків з дуже високою роз­дільною здатністю.

Як українські аграрії використовують супутникові дані

За підрахунками InVenture, лише 10% аграрних компаній України впроваджує нові технології. Інші ж не можуть фінансово собі це дозволити або ж не готові до цього світоглядно. Вікова картина представників агрогалузі, в якій дуже мало молодих фермерів, також створює перепону впровадженню інновації.

Що стосується вже наявних спеціа­лістів із точного землеробства, то їх дуже мало. Компаніям часто доводиться перехоплювати їх у конкурентів. Та менше з тим, точне землеробство має значний потенціал для того, щоб покращити ефективність галузі в Україні. Новий рівень поінформованості, зокрема завдяки супутникам, може допомогти нашим аграріям у сьогоднішньому господарюванні.

Бібліотеки космічних світлин дають доступ до знімків, які робилися з частотою в середньому три — сім днів протягом останніх кількох років. Таким чином, ви отримуєте величезний масив інформації про стан вашого поля протягом останніх кількох років. Наприклад, у рамках рішення EOS Crop Monitoring (цифрова агроплатформа для ефективного керування сільгоспід­приємством) вдалося створити повну електронну карту України з визначеними межами полів та класифікацією культур. Це робить супутникові дані загальнодоступними, адаптованими під потреби аграріїв і легкими у використанні. Таким чином відпадає потреба власноруч шукати супутникові знімки в архівах космічних місій і платити за світлини великого розширення, в яких насправді немає необхідності.

Завдяки знімкам супутників, серві­си для онлайн-моніторингу посівів дають змогу впровадити змінні норми внесення ресурсів у рамках малих і середніх аграрних підприємств.

Головним чином це стосується добрив. Власник одного невеликого поля добре розуміє, що і як на ньому росте. Відповідно, може вносити добрива диференційовано, роблячи акцент на проблемні ділянки. Адже одні рослини потребують більше добрив, а інші — навпаки. Завдяки хмарній картографії, виведеній у NDVI, ви зводите ваші зусилля з моніторингу полів до мінімуму й можете вносити азотні добрива максимально економно та ефективно.

Наприклад, диференційоване внесення селітри на 10% підвищує урожайність культур із гектара землі. Такий ефект досягається завдяки простому зниженню дозування добрив на тих ділянках, де посіви розвиваються краще й, навпаки, збільшенню норми там, де культури перебувають у гіршому стані.

Те саме стосується зрошування: над­мірна вологість сильно шкодитиме посівам, посилюючи розвиток хвороб. Точно розуміючи стан культур, ви можете застосовувати ідеально вивірену кількість води на кожній конкретній ділянці поля.

Разом із погодними даними супутникові знімки дають точну оцінку ваших посівів із реалістичними прогнозами майбутніх урожаїв. Ви можете комплексно порівнювати стан різних полів між собою, а також показники попередніх років на противагу теперішнім.

Усі ці дані дають максимально вичерпну оцінку вашого поля, з якою ви можете сформувати карту завдання для внесення добрив, зрошування та інших агрозаходів. Таким чином ви застосовуєте змінні норми максимально ефективно.

Точне землеробство у світі

Сьогодні населення Африки в частині, яка лежить трохи південніше від регіону Сахари, становить 1,1 млрд осіб. А до 2050 року ця цифра зросте до 2,4 млрд. При тому, що 50% усієї аграрної площі припадає саме на цю частину материка, лише 1% можна довгостроково використовувати для фермерських цілей.

Центр міжнародної інформаційної мережі землі в рамках Колумбійського університету у співпраці з Інститутом космічних досліджень імені Ґоддарда на разі розробляють проект — Африканський інформаційний сервіс ґрунтів. Його мета — вивести аграрний сектор Африки на новий рівень за допомогою супутникових знімків та дистанційного зондування. Завдяки зібраній інформації, їм вдалося розробити комплексні онлайн-карти Африки, які містять інформацію про стан ґрунтів, їхні механічні властивості та рівні вологості в межах континенту. В результаті аграрний сектор Африки отримав доступ до великого масиву даних про стан місцевих полів. Ці дані відкрили їм шляхи до нових інформаційних рішень для ефективного обробітку землі.

Відкритий доступ до космічних даних дає змогу малим і середнім під­приємствам подвоїти свої виробничі потужності, причому — зі зниженими негативними наслідками для довкілля.

Перспективи на майбутнє

Згідно з даними, опублікованими на Світовому економічному форумі, для того, щоб повністю задовольнити зростаючий попит населення Землі, станом на 2050 рік світовій агроспільноті доведеться подвоїти врожаї продовольчих культур.

Саме завдяки точним супутниковим даним уже сьогодні аграрії можуть збільшити ефективність роботи. Одні лише системи паралельного водіння та автопілоти дають економічний ефект у 7–10%. А в разі введення всього комплексу новітніх технологій, включаючи супутникові онлайн-моніторинги та на основі їхніх даних — змінні норми внесення ресурсів, вона може сягнути 50% і більше.

Настав час упроваджувати нові підходи. Згідно з даними Orbis Research, точне землеробство — це майбутній аграрний тренд 2030 року. Ваші най­більші конкуренти вже знають про нього, і у вас також є можливість зробити рішучий крок у перспективу вже сьогодні. Ефективність — це ключ до майбутньої гонки аграрного бізнесу, а поінформованість завдяки точним даним — це шлях до її досягнення.

О. Сакаль, директор з розвитку бізнесу EOS Crop Monitoring

Журнал «Пропозиція», №7, 2019 р.