Уровень проникновения информационных технологий в АПК пока невысок, но ситуация может измениться быстро. К примеру, навигация. Практически в каждом хозяйстве, мало-мальски осведомленном о технологиях эффективного земледелия, уже работают инструменты GPS. В узденском ОАО «Литвяны-Агро» как минимум два года с их помощью контролируют расход горючего и передвижение техники. Все шире применяется доступ к спутникам, операторы и производители нашли способы связать ситуацию на полях с работой сельхозтехники, чтобы при меньших затратах получать больше продукции. Программисты едва не наперебой предлагают свои умные программы, и поди разберись, чья эффективней. Попробуем.
Мы уже рассказывали о новых разработках Объединенного института проблем информатики НАН, представленных в мае на Международной специализированной выставке «ТИБО». Теперь решили вновь обратиться к ученым. Они в облаках не витают и говорят, что никакой фантастики в работе со спутниковыми данными давно нет. Как и чего-то сногсшибательного, как обещают некоторые компании. С разработками в области цифровой экономики нужно пытаться вписаться прежде всего в актуальную на сегодня для сельского хозяйства деятельность.
Старший научный сотрудник лаборатории системотехники Сергей Кравцов руководит разработкой экспериментального образца системы оперативного дистанционного мониторинга состояния сельхозкультур. Она позволяет контролировать фитосанитарное состояние, повреждения и урожайность. В основе использование данных со спутников, беспилотников и порой простой обход территорий.
— Мы не предлагаем принципиально новое решение, а лишь хотим помочь аграриям в свете появления новых возможностей, — говорит Сергей Кравцов. — Тесно сотрудничаем с НПЦ по земледелию, потому что каким бы умным программист ни казался, он не может все знать, а там профессионалы-практики. Если другие разработчики говорят, что иногда бывают на полях, то мы там постоянно. Нам уже удалось создать систему мониторинга состояния сельхозкультур в масштабах одного хозяйства.
Уместна оговорка. Работы в области дистанционного мониторинга в Беларуси несколько задержались по отношению к странам СНГ. И тому были причины. Сергей Николаевич показывает мне снимки земель сельхозназначения с белыми пятнами. Причина — некомпактное расположение полей или высокая их контурность. Поэтому эффективность, за исключением отдельных задач, где она очень высока, использования спутниковых данных для Беларуси оставляет желать лучшего. Еще одна причина, тормозившая освоение новых технологий, совсем недавно разработанные пригодные для дистанционного мониторинга данные.
— Если в Казахстане средний размер поля 350—400 гектаров, в России — 30, в Украине — 50—100, то у нас около 10 гектаров, — продолжает ученый. — А что такое мониторинг? Это периодическое получение данных. Не один раз в сезон, а постоянно. Они стали появляться, когда запустили группировку из двух европейских спутников Sentinel-2. Периодичность повторного получения пять дней, бесплатное разрешение на использование плюс высокое качество передачи изображения. Для сравнения: у других спутников периодичность раз в 50 дней, да и ширина захвата в 14 раз меньше.
Сместился вектор тенденций в масштабах получения самих данных. Если раньше разработчики ориентировались на системы мониторинга «страна—мир», и сегодня существует порядка 20—30 подобных систем — в США, Евросоюзе, России, Казахстане, — то сейчас идет постепенное перестроение на уровень отдельного хозяйства. Сергей Кравцов приводит пример, как это работает в других странах:
— Возьмем страховые выплаты. США очень крупный игрок на мировом рынке по зерну, но ежегодный ущерб здесь порой доходит до десятков миллиардов долларов. Понятно, страховщики объехать все поля не могут — нужна система, быстро оценивающая их состояние. Если по данным метеостанции картинка получается грубой, то при дополнительном подключении спутников вырисовываются детали. Они позволяют в том числе дифференцировать выплаты по страховым взносам. То есть IТ-технологии помогают не только вкладывать в сельское хозяйство, но и возвращать потерянные деньги.
Старший научный сотрудник лаборатории системотехники Сергей Кравцов руководит разработкой экспериментального образца системы оперативного дистанционного мониторинга состояния сельхозкультур. Она позволяет контролировать фитосанитарное состояние, повреждения и урожайность. В основе использование данных со спутников, беспилотников и порой простой обход территорий.
— Мы не предлагаем принципиально новое решение, а лишь хотим помочь аграриям в свете появления новых возможностей, — говорит Сергей Кравцов. — Тесно сотрудничаем с НПЦ по земледелию, потому что каким бы умным программист ни казался, он не может все знать, а там профессионалы-практики. Если другие разработчики говорят, что иногда бывают на полях, то мы там постоянно. Нам уже удалось создать систему мониторинга состояния сельхозкультур в масштабах одного хозяйства.
Уместна оговорка. Работы в области дистанционного мониторинга в Беларуси несколько задержались по отношению к странам СНГ. И тому были причины. Сергей Николаевич показывает мне снимки земель сельхозназначения с белыми пятнами. Причина — некомпактное расположение полей или высокая их контурность. Поэтому эффективность, за исключением отдельных задач, где она очень высока, использования спутниковых данных для Беларуси оставляет желать лучшего. Еще одна причина, тормозившая освоение новых технологий, совсем недавно разработанные пригодные для дистанционного мониторинга данные.
— Если в Казахстане средний размер поля 350—400 гектаров, в России — 30, в Украине — 50—100, то у нас около 10 гектаров, — продолжает ученый. — А что такое мониторинг? Это периодическое получение данных. Не один раз в сезон, а постоянно. Они стали появляться, когда запустили группировку из двух европейских спутников Sentinel-2. Периодичность повторного получения пять дней, бесплатное разрешение на использование плюс высокое качество передачи изображения. Для сравнения: у других спутников периодичность раз в 50 дней, да и ширина захвата в 14 раз меньше.
Сместился вектор тенденций в масштабах получения самих данных. Если раньше разработчики ориентировались на системы мониторинга «страна—мир», и сегодня существует порядка 20—30 подобных систем — в США, Евросоюзе, России, Казахстане, — то сейчас идет постепенное перестроение на уровень отдельного хозяйства. Сергей Кравцов приводит пример, как это работает в других странах:
— Возьмем страховые выплаты. США очень крупный игрок на мировом рынке по зерну, но ежегодный ущерб здесь порой доходит до десятков миллиардов долларов. Понятно, страховщики объехать все поля не могут — нужна система, быстро оценивающая их состояние. Если по данным метеостанции картинка получается грубой, то при дополнительном подключении спутников вырисовываются детали. Они позволяют в том числе дифференцировать выплаты по страховым взносам. То есть IТ-технологии помогают не только вкладывать в сельское хозяйство, но и возвращать потерянные деньги.
— Для каждой задачи нужно свое пространственно-временное разрешение. Пространственное — сколько пикселей занимает местность, временное — периодичность снимков, — поясняет специалист. — Для нашей оценки повреждений необходимо 20 сантиметров, а временное разрешение 7—12 дней. Это позволяет отследить состояние сельхозкультур от всходов до уборки. На базе хозяйства РУП «Научно-практический центр НАН Беларуси по земледелию» мы изучили культуры после сильного ветра, дождя. Или в засушливое время — усыхание произошло из-за длительного отсутствия осадков, поле стало желтым, хотя культуры еще не созрели.
Для рационального внесения препаратов и, как следствие, оптимизации расходов освоена уникальная технология, которую пока не разработал еще ни один американец или европеец.
— Некоторые компании об этом только заявляют, а мы уже делаем. Вывели формулу прогноза урожайности трех культур: пшеницы, ячменя, рапса. Использовали четыре индекса, они дают максимальную погрешность в 15 процентов приблизительно за месяц до уборки урожая. Если переходим сразу к нескольким полям, погрешность кардинально уменьшается, — рассказывает о своей разработке Сергей Кравцов.
На базе этой формулы работает единственная, пока только в экспериментальном образце, программа-модуль по отельным культурам. В свободном доступе в интернете прогноза урожайности нет, так как для каждой страны подходит только свое уникальное уравнение. Даже если взять формулы, полученные в США или России, и попробовать вывести для нашего АПК, прогноз как минимум будет несбыточным. Не говоря уже о том, будет ли эта формула вообще вписываться в контекст.
КАК уверяют ученые, пользоваться новой программой не сложнее, чем компьютером или смартфоном. На эти устройства агроном получает изображение, проводит небольшие манипуляции и потом с определенной периодичностью, например, раз в неделю, может получать прогноз урожайности по отдельным полям и сводить их в единый вал. Аналогичные прогнозы делает Белгидромет, но он предоставляет данные по всем культурам в сумме, а не для каждой по отдельности.
— Наши разработчики уже вышли на законченный программный технологический продукт, он еще не доведен до коммерческого состояния, но вполне пригоден для опытного использования. Каким образом может приносить пользу? В НПЦ по земледелию урожайность в два раза выше, чем в среднем по стране, хотя в реальных условиях хозяйствам очень не просто этого добиться. И программа стала бы огромным подспорьем для сельхозпредприятий, — считает ученый.
В перспективе программисты института планируют доработать и автоматизировать этот аграрный модуль так, чтобы можно было работать не по отдельному полю, а получать информацию сразу обо всех угодьях. Не исключено, что данный продукт может появиться в интернете в бесплатном доступе. Вдобавок ко всему сам проект по развитию данных систем предполагает расширение. В каком именно направлении, Сергей Леонидович не стал говорить и отметил, что у ученых много идей, они знают, куда двигаться, но проблема с финансированием, у конкурентов же, а это частные компании, наоборот:
— Мы пока не стремимся охватить всю страну, хотим взять район в целом и перенести на него часть работ, которые провели в НПЦ по земледелию. Желательно использовать спутниковые данные, которые в этом плане хороши тем, что при разрешении 10 на 10 метров дают быстрое обобщение данных и предварительную обработку, которую делают некоторые космические агентства.
А чем уже сейчас может воспользоваться аграрий, вооружившись простым гаджетом, ведь метеорологическое моделирование шагнуло далеко вперед? Мы изучили то, что сегодня предлагают зарубежные компании. К примеру, американская платформа ClearAg анализирует погодные условия, температуру почвы и моделирует варианты подходящих для региона культур. Однако девайсы наподобие этого платные. Альтернатива — воспользоваться приложениями, доступ к которым с любого смартфона или планшета в магазине Google Play.
Бесплатная простая программа на русском языке для ведения электронной истории поля, дневника операций EFarmer Lite. С помощью GPS можно рассчитать площадь и периметр поля, сделать метки при отборе почвенных проб. Данные хранятся как локально, так и на удаленном сервере, откуда их можно в любой момент восстановить. Зоотехник может скачать бесплатное немецкоязычное приложение Geburtenplaner для отслеживания отелов. Это, по сути, их дневник, который животновод может вести на смартфоне. На каждую голову создается учетная карточка, где можно ставить пометки. Приложение рассчитывает примерную дату отела и в этот день напоминает указанием регистрационного номера или клички животного. Кроме того, ежедневно выводится отчет, где можно посмотреть, на каком сроке корова.
Одновременно все шире используются беспилотники — это второй способ зондирования площадей. Фермеров прежде всего интересует не то, как компенсировать потери, а само производство, ежедневная работа, поля. Они также физически не в состоянии все их объехать, часть работы сделает беспилотный летательный аппарат.
Для рационального внесения препаратов и, как следствие, оптимизации расходов освоена уникальная технология, которую пока не разработал еще ни один американец или европеец.
— Некоторые компании об этом только заявляют, а мы уже делаем. Вывели формулу прогноза урожайности трех культур: пшеницы, ячменя, рапса. Использовали четыре индекса, они дают максимальную погрешность в 15 процентов приблизительно за месяц до уборки урожая. Если переходим сразу к нескольким полям, погрешность кардинально уменьшается, — рассказывает о своей разработке Сергей Кравцов.
На базе этой формулы работает единственная, пока только в экспериментальном образце, программа-модуль по отельным культурам. В свободном доступе в интернете прогноза урожайности нет, так как для каждой страны подходит только свое уникальное уравнение. Даже если взять формулы, полученные в США или России, и попробовать вывести для нашего АПК, прогноз как минимум будет несбыточным. Не говоря уже о том, будет ли эта формула вообще вписываться в контекст.
КАК уверяют ученые, пользоваться новой программой не сложнее, чем компьютером или смартфоном. На эти устройства агроном получает изображение, проводит небольшие манипуляции и потом с определенной периодичностью, например, раз в неделю, может получать прогноз урожайности по отдельным полям и сводить их в единый вал. Аналогичные прогнозы делает Белгидромет, но он предоставляет данные по всем культурам в сумме, а не для каждой по отдельности.
— Наши разработчики уже вышли на законченный программный технологический продукт, он еще не доведен до коммерческого состояния, но вполне пригоден для опытного использования. Каким образом может приносить пользу? В НПЦ по земледелию урожайность в два раза выше, чем в среднем по стране, хотя в реальных условиях хозяйствам очень не просто этого добиться. И программа стала бы огромным подспорьем для сельхозпредприятий, — считает ученый.
В перспективе программисты института планируют доработать и автоматизировать этот аграрный модуль так, чтобы можно было работать не по отдельному полю, а получать информацию сразу обо всех угодьях. Не исключено, что данный продукт может появиться в интернете в бесплатном доступе. Вдобавок ко всему сам проект по развитию данных систем предполагает расширение. В каком именно направлении, Сергей Леонидович не стал говорить и отметил, что у ученых много идей, они знают, куда двигаться, но проблема с финансированием, у конкурентов же, а это частные компании, наоборот:
— Мы пока не стремимся охватить всю страну, хотим взять район в целом и перенести на него часть работ, которые провели в НПЦ по земледелию. Желательно использовать спутниковые данные, которые в этом плане хороши тем, что при разрешении 10 на 10 метров дают быстрое обобщение данных и предварительную обработку, которую делают некоторые космические агентства.
А чем уже сейчас может воспользоваться аграрий, вооружившись простым гаджетом, ведь метеорологическое моделирование шагнуло далеко вперед? Мы изучили то, что сегодня предлагают зарубежные компании. К примеру, американская платформа ClearAg анализирует погодные условия, температуру почвы и моделирует варианты подходящих для региона культур. Однако девайсы наподобие этого платные. Альтернатива — воспользоваться приложениями, доступ к которым с любого смартфона или планшета в магазине Google Play.
Бесплатная простая программа на русском языке для ведения электронной истории поля, дневника операций EFarmer Lite. С помощью GPS можно рассчитать площадь и периметр поля, сделать метки при отборе почвенных проб. Данные хранятся как локально, так и на удаленном сервере, откуда их можно в любой момент восстановить. Зоотехник может скачать бесплатное немецкоязычное приложение Geburtenplaner для отслеживания отелов. Это, по сути, их дневник, который животновод может вести на смартфоне. На каждую голову создается учетная карточка, где можно ставить пометки. Приложение рассчитывает примерную дату отела и в этот день напоминает указанием регистрационного номера или клички животного. Кроме того, ежедневно выводится отчет, где можно посмотреть, на каком сроке корова.
Одновременно все шире используются беспилотники — это второй способ зондирования площадей. Фермеров прежде всего интересует не то, как компенсировать потери, а само производство, ежедневная работа, поля. Они также физически не в состоянии все их объехать, часть работы сделает беспилотный летательный аппарат.
Источник: СБ-Беларусь сегодня