Научная статья на тему 'Развитие геоинформационнных систем в космическом мониторинге сельскохозяйственных угодий'

Развитие геоинформационнных систем в космическом мониторинге сельскохозяйственных угодий Текст научной статьи по специальности «Сельское хозяйство, лесное хозяйство, рыбное хозяйство»

CC BY
232
58
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

Аннотация научной статьи по сельскому хозяйству, лесному хозяйству, рыбному хозяйству, автор научной работы — Нефедов Б.А., Храбсков Е.Н.

Рассмотрены принципы работы геоинформационной системы, а также описаны возможности применения космического мониторинга для формирования информационно-статистической базы в рамках организации работ в сфере риск-менеджмента в сельском хозяйстве.

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.
iНе можете найти то, что вам нужно? Попробуйте сервис подбора литературы.
i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.

DEVELOPMENT OF GEOINFORMATION SYSTEMS IN SPACE MONITORING OF AGRICULTURAL LANDS

The paper outlines operation principles of a geoinformation system, as well as the opportunities of space monitoring application for forming an information-statistical base in the network of organizational management in a risk-management sphere in agriculture.

Текст научной работы на тему «Развитие геоинформационнных систем в космическом мониторинге сельскохозяйственных угодий»

тельной норме, предполагающей особый порядок распределения прибыли кооператива, что дает основание налоговым органам приравнивать потребительские кооперативы к коммерческим организациям, в то время как они являются организациями некоммерческими и распределяют свою прибыль между пайщиками.

Как показало проведенное автором анкетирование работников руководящего звена потребительских кооперативов ЦФО, кооперативы не могут воспользоваться финансовыми ресурсами государства, идущими через Россельхозбанк, из-за отсутствия залоговой базы. Возможно, это утверждение может показаться некорректным, так как правительство каждого региона, согласно закону, должно сформировать залоговый фонд для кредитов сельским субъектам хозяйствования. Оказывается, такие фонды в областях имеются, но только на бумаге, а кооперативы по-прежнему не могут получить кредит.

Изучение опыта развития кредитной кооперации показало, что во многом успешность ее развития определяется активной работой двух организаций — Союза сельских кредитных кооперативов и Фонда развития сельской кредитной кооперации. Эти организации взяли на себя функции координации работы кредитных кооперативов, образования и мониторинга их деятельности, подготовки специалистов кооперативов, кредитования, а главное — лоббирования интересов кооперативов при разработке нормативных актов федерального и регионального уровней. Совместная деятельность су-

ществующих кооперативов и данных координирующих организаций в совокупности с государственной финансовой поддержкой привела к тому, что численность кредитных кооперативов на настоящий момент составляет около 1500 и темпы расширения их деятельности достаточно высоки.

В этой связи автор предлагает для более успешного развития потребительских кооперативов иных видов создать подобный централизующий орган. При этом целесообразно, чтобы эта инициатива его организации исходила снизу, т. е. от самих кооперативов, она работала бы с учетом кооперативных принципов, основным из которых является демократичность.

Одним из путей более быстрого развития кооперативного сектора на селе, по мнению автора, (на основе изучения данных анкетирования членов-пайщиков кредитных кооперативов Вологодской и Саратовской областей) является диверсификация деятельности кредитных кооперативов по направлениям сбыта продукции пайщиков, переработки, совместного использования техники и другим направлениям. Более подробно эффекты диверсификации обоснованы автором ранее (журнал «Экономика сельскохозяйственных и перерабатывающих предприятий», 2006 г., № 2). Основными аргументами в пользу такого предложения являются: нежелание сельских тружеников вступать сразу в несколько кооперативов, накопленный финансовый потенциал кредитных кооперативов, отработанная схема экономического взаимодействия с пайщиками и др.

УДК (332.1:63:004.9):911.3

Б.А. Нефедов, доктор техн. наук, профессор Е.Н. Храбсков, аспирант

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

РАЗВИТИЕ ГЕОИНФОРМАЦИОНННЫХ СИСТЕМ В КОСМИЧЕСКОМ МОНИТОРИНГЕ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ

Сельское хозяйство является важной отраслью экономики Российской Федерации. Агропромышленная политика государства сегодня направлена на то, чтобы сделать эту отрасль высокоэффективной и высокорентабельной.

Сельское хозяйство неразрывно связано с географией. В то же время такое научно-прикладное направление, как география сельского хозяйства, всегда считалось наиболее трудоемкой ветвью экономической географии в силу огромного количества исходной информации, которую необходимо обработать и проанализировать для получения до-

стоверных выводов и оценок, принятия на их основе оптимальных решений и получения нужных конечных результатов. Эта информация, как правило, весьма разнохарактерна, она включает целую совокупность природных, экономических и социальных показателей, взаимодействующих и влияющих друг на друга. Для полноценного многофакторного анализа столь разноплановой информации на современном уровне требуются современные компьютерные средства и технологии, такие как технология географических информационных систем (ГИС).

ГИС-технологии позволяют значительно ускорить и повысить эффективность исследований на всех уровнях территориальной организации сельского хозяйства. Они, например, обеспечивают такие возможности, как построение сельскохозяйственных математико-картографических моделей, составление классификаций и типологий по различным критериям, проведение прикладного районирования и т. д. А такой часто используемый прием, как построение тематических карт для последующего анализа с использованием инструментальных средств ГИС, превращается в чисто техническую операцию, специалисту остается лишь задать параметры оформления карты согласно принятым стандартам.

Многофункциональная система спутникового мониторинга должна включать разнообразные материалы и данные: цифровые топографические карты разных масштабов, почвенные и агрохимические карты, цифровые модели рельефа, материалы наземных наблюдений, статистические данные, исторические сведения, данные дистанционного зондирования (ДДЗ).

На создание и обновление этой информации требуются годы и значительные средства. Поэтому на этапе разворачивания работ по внедрению ГИС в сельское хозяйство стоит задача создания первоначального банка цифровой картографической информации. Министерство сельского хозяйства фактически находится на начальном этапе создания общекорпоративной ГИС. Пока работы в этом направлении велись только в Департаменте мелиорации и водного хозяйства и Департаменте чрезвычайных ситуаций, причем без достаточной картографической базы.

В настоящее время условия для развертывания таких работ достаточно благоприятны, поскольку в ряде государственных и коммерческих организаций имеются большие объемы картографических данных различных масштабов и в нужных форматах, которые непосредственно или с минимальными доработками можно использовать в качестве основы банка данных. В то же время следует учитывать, что картографическая основа создает лишь тот базовый слой, на который требуется накладывать тематические карты, фактографический материал и оперативную информацию. Такая информация в требуемых объемах может быть получена только на основе использования данных дистанционного зондирования.

Благодаря достижениям в области науки, техники и информатики в последние годы кардинально изменились аппаратура зондирования Земли из космоса, принципы передачи собираемой информации и методы ее обработки. Многочисленные геостационарные, солнечно-синхронные и полярные орбитальные спутники обеспечивают глобальные наблюдения

и высокую оперативность передачи данных. В мировой практике данные дистанционного зондирования Земли из космоса широко используются для изучения состояния растительного покрова и прогноза продуктивности выращиваемых культур.

В настоящее время традиционная система обеспечения оперативной информацией органов управления федерального, областного и районного уровней, которая опирается на данные государственных статистических служб и сеть агрометеорологических станций, работает малоэффективно. Статистическая информация создается на основе данных, предоставляемых самими производителями сельхозпродукции, поэтому не является объективной. Редкая сеть метеостанций в состоянии в полной мере оценивать все необходимые параметры сельскохозяйственного производства. Эти проблемы можно хотя бы частично решить за счет внедрения новых средств и технологий сбора и обработки информации, пригодной для использования в сельскохозяйственной деятельности. В первую очередь речь идет о мониторинге сельскохозяйственных угодий на основе данных дистанционного зондирования Земли из космоса с целью оценки и прогноза влияния погодных и климатических условий на состояние и продуктивность посевов. Дистанционные методы дают объективную информацию и более оперативны в применении, что позволяет одновременно вести наблюдения за землепользованием и давать прогноз продуктивности сельскохозяйственных культур.

Космические изображения, необходимые для проведения мониторинга основных зерносеющих регионов РФ, представлены в следующей таблице:

Спутник Разрешение Период съемки

NOAA 1 км Январь-октябрь

MODIS 250 м Март-сентябрь

Landsat 30 м Май-июль

МЕТЕОР 45 м Май-июль

Источник: официальные данные сайта ГВЦ МСХ РФ «Космический мониторинг АПК» www.agrocosmos.gvc.ru.

При разработке решений по управлению сельскохозяйственным предприятием в условиях современных рыночных отношений необходимо опираться на результаты пространственного анализа эффективности производства продукции растениеводства. Информационную основу этого процесса составляют анализ состояния сельхозугодий, уровня почвенного плодородия, текущего экономического состояния предприятия, прогнозные значения экономических показателей производства, потребностей в привлечении инвестиций, оценка интервалов их изменений при различном состоянии рынка.

Для разработки системы, удовлетворяющей указанным требованиям, необходимо использо-

МГАУ№5/2'2008- 11

вать методы экономико-математического и имитационного моделирования, методы прогнозирования, ГИС-технологии.

Практическое использование данной системы для заданного плана посевных площадей, плана обновления машинно-тракторного парка и проведения почвоохранных мероприятий позволяет:

• рассчитать экономические показатели производства продукции растениеводства и определить интервалы их изменений;

• обосновать объем инвестиций и условия их предоставления;

• оценить лимиты затрат на производство продукции по полям;

• проанализировать эффективность производства продукции растениеводства;

• спланировать структуру посевных площадей и объемы внесения удобрений.

ГИС может применяться хозяйствами с различной организационно-правовой формой собственности в целях повышения эффективности производства продукции растениеводства и обладает следующими функциями:

• оценка прогноза экономических показателей производства продукции растениеводства, валового объема товарной продукции, выручки и прибыли от реализации продукции, затрат на внесение удобрений и пр.;

• оценка объема финансирования, необходимого для производства основных товарных культур и воспроизводства основных средств (приобретения новой техники, проведения почвоохранных мероприятий);

• получение характеристик состояния сельхозугодий (тип растительного покрова, содержание питательных веществ в почве и пр.), влияющих на уровень плодородия и систему обработки почвы;

• получение серии тематических карт, характеризующих эффективность производства по полям в разные месяцы и годы.

Процесс прогнозирования опирается на базовую информацию по фактическому периоду времени (интервал времени в 5 лет, горизонт планирования также составляет 5 лет).

Совокупность данных, необходимых для использования рассматриваемой ГИС, делится на три группы:

• статистическая информация: экспликация земель сельскохозяйственного назначения, валовой сбор растениеводческой продукции, затраты на производство товарных культур, характеристика машинно-тракторного парка;

• агрономическая информация: содержание питательных веществ в почве, подверженность водной и ветровой эрозии, кислотность почв, используемые севообороты, возделываемые

культуры по полям и их урожайность, объемы внесения удобрений и пр.; • картографическая информация: цифровая карта сельхозугодий хозяйства, имеющая нарезку полей.

Это все результат развития не только агропромышленного комплекса России, но и системы государства в целом.

По всем направлениям, на которых государство усиливает свое влияние и выделяет приоритеты, должны быть видны результаты, и они есть.

Динамическое развитие аграрного производства требует внедрения высокоэффективной системы земледелия, современных технологий сбора и обработки информации, необходимой для решения многочисленных производственных и управленческих задач [1].

В настоящее время в мировом сельскохозяйственном производстве широко применяются различные космические информационные технологии, например дистанционное зондирование, спутниковая навигация (системы ГЛОНАСС/GPS) и др. Они обеспечивают потребителей не только данными наблюдений о состоянии пахотных угодий под различными сельскохозяйственными культурами, необходимыми для оценки почв, тепловлагообес-печенности и т. п., но и высокими координатами местоположения обрабатывающих агрегатов и участков поля, нуждающихся в специальной обработке. Все это позволяет применять методы прецезионно-го (точного) земледелия [2].

Использование современных методов геоинформационных технологий в сельском хозяйстве позволит оценивать точные размеры пахотных земель в зонах интенсивного и рискованного земледелия, в том числе площади земель, используемых под озимые и яровые посевы. Оценивать динамику сокращения сельскохозяйственных земель и вывода их из категории сельхозугодий, продуктивность пахотных земель, выявлять негативные почвенные процессы, такие как изменение механического и химического состава, засоление, снижение содержания гумуса, распространение засух, опустынивание, обнаруживать признаки поражения культур и ареалы распространения вредителей, проводить мониторинги чрезвычайных ситуаций (пожаров, паводков, заморозков), оценивать динамику вегетационного индекса, который, в свою очередь, позволяет выявить земли, выведенные по тем или иным причинам из сельскохозяйственного оборота.

Использование современных геоинформационных систем и спутникового мониторинга сельхозугодий дает возможность получить более объективную оценку размеров и качества земель, в первую очередь используемых под посевами зерновых в зонах интенсивного и рискованного земледелия.

Созданная Главным вычислительным центром Минсельхоза России геоинформационная база данных стала важным информационным ресурсом для проведения Всероссийской сельскохозяйственной переписи. ГВЦ менее чем за год удалось создать картографическую основу каждого района Российской Федерации, подготовить и наложить космические снимки на каждую районную карту. Были нанесены на карту графические данные о границах всех основных хозяйств страны, создана база графических и фактографических данных с границами и площадями, уточнены данные об обрабатываемых землях [1].

В настоящее время ведутся работы по интеграции статистических результатов переписи сельскохозяйственных земель с картографической основой и данными, полученными в результате картирования сельхозугодий. Это даст возможность создать информационный ресурс, который будет служить одним из основных факторов для принятия управленческих решений на ближайшие десятилетия.

По результатам переписи, а также по информации о территориальном распределении и оценке финансового состояния сельскохозяйственных организаций будет проведена работа по типизации сельских территорий, которая ляжет в основу разработки концепции развития сельских территорий.

Выводы

Развитие аграрного производства требует внедрения высокоэффективной системы контроля, современных технологий сбора и обработки информации, необходимой для решения многочисленных производственных и управленческих вопросов. А эта задача недостижима без широкого применения различных космических достижений. На сегодняшний день все необходимые предпосылки для внедрения самых передовых технологий в сельскохозяйственное производство и его информационное обеспечение имеются. Использование современных методов геоинформационных технологий в сельском хозяйстве позволит оценивать точные размеры, динамику сокращения и продуктивность пахотных земель, выявлять негативные почвенные процессы. В конечном счете на территории страны должна быть создана независимая информационная среда, которая будет содержать объективные, оперативно обновляемые данные.

Список литературы

1. Темников, В.Н. Внедрение геоинформационных технологий в сельском хозяйстве / В.Н. Темников // Агрострахо-вание и кредитование. — 2005. — № 6. — С. 22-25.

2. Акаткин, Ю. Применение геоинформативных систем и спутникового мониторинга в сельском хозяйстве России / Ю. Акаткин, В. Темников // АПК: экономика, управление. — 2007. — № 1. — С. 17-19.

УДК (631.171:636):681.5.003.13

Н.М. Морозов, академик Россельхозакадемии

Государственое научное учреждение «Всероссийский научно-исследовательский и проектно-технологический институт механизации животноводства»

М.И. Горбачев, канд. экон. наук

Федеральное государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Московский государственный агроинженерный университет имени В.П. Горячкина»

ЭКОНОМИЧЕСКИЕ АСПЕКТЫ АВТОМАТИЗАЦИИ ДОЕНИЯ КОРОВ

Автоматическое доение коров в последнее время приобретает все большое значение и бурно развивается. В конце 2003 г. роботы применялись более чем в 2200 хозяйствах 20 стран, прежде всего в Голландии, Франции, Дании, Швеции и Германии. Созданием автоматизированных доильных систем занимаются практически все ведущие производители доильного оборудования: Lely («Astronaut»), Westfalia Landtechnik («Leonardo»), Gascoigne Melotte («Zenith»), Fullwood («Merlin»), Insentec («Galaxy»), Alfa-Laval Agri («Voluntary Milking System»—VMS), Prolion («AMS Freedom» и «AMS Liberty») и др.

Действующие конструкции роботов различаются по числу доильных мест — одноместные или

многоместные (многостаночные). Одноместные размещаются непосредственно в коровниках между местами для отдыха коров. В каждой такой установке выдаивается стадо в 55.. .65 коров. Многостаночные роботы — от 2 до 4 мест — размещаются в отдельном помещении и могут обслуживать до 160 коров и более. В этом случае роботизированная система состоит из нескольких доильных боксов, смонтированных друг с другом (тандемного типа) и обслуживается одной рукой робота.

Основой точного функционирования технологического процесса с автоматическим доением является компьютерная система управления стадом, к которой подключаются устройства для идентификации живот-

МГАУ№5/2'2008- 13

i Надоели баннеры? Вы всегда можете отключить рекламу.