CC BY
124
© И.В. Бычков. Н.Г. Луковников, А.Н. Луковников, Л.В. Нефедьев, Г.М. Ружников, 2009
УДК 004
И.В. Бычков, Н.Г. Луковников, А.Н. Луковников,
Л.В. Нефедьев, Г.М. Ружников
ВНЕДРЕНИЕ НАВИГАЦИОННЫХ СИСТЕМ GPS/ГЛОНАСС И ГЕОИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ В ЗАДАЧАХ ТОЧНОГО ЗЕМЛЕДЕЛИЯ
Для решения задач «точного земледелия» предлагаются информационноаналитическая система, базирующаяся на использовании современных ГИС-, Web-технологий, цифровой топоосновы и тематических топопланов сельскохозяйственных угодий, GPS или ГЛОНАСС навигаторов, электронных датчиков, микропроцессорной техники, систем передачи, приема, обработки, анализа информации.
Ключевые слова: геоинформационные технологии, gps/глонасс, точное земледелие.
ш я ерспективным направлением развития современных И информационно-телекоммуникационных технологий является их использование в аграрном секторе для создания точных систем земледелия, получивших большее распространение в США, Японии, Китае, Германии, Англии, Дании, Нидерландах, Франции с 80-х годов, а в странах Восточной Европы - с начала 90-х годов прошлого столетия [1, 2]. Аграрный сектор выполняет одну из наиболее важных задач в системе национальных приоритетов — обеспечение продовольственной безопасности страны, региона.
Термин "точное земледелие" (Precision Agriculture), возникший в 90-е годы прошлого века, определяет дифференцируемость технологических операций, производимых в хозяйстве, не только во времени и по полям севооборотов, но и в пределах одного поля.
Концепция точного земледелия предусматривает активное применение современных информационных технологий, внедрение которых призвано обеспечить рациональное использование средств сельскохозяйственного производства и качественно улучшить информационное обеспечение для принятия производственных управленческих решений.
Основой точного земледелия является переход на новый уровень сельскохозяйственной техники и агротехнологий, а также внедрение глобальных систем позиционирования, спутниковой и сотовой связи, вычислительной техники, методов моделирования и информационных технологий (ГИС, OLAP, WEB), что позволяет более полно учитывать такие показатели, как - разнообразие почвенных, мезо- и микроклиматических особенностей каждого участка обрабатываемых земель, ресурсный потенциал хозяйства и т.д. Технологию точного земледелия можно рассматривать как развитие на принципиально новом уровне технологии программирования урожаев по обобщенным ресурсным, почвенно-климатическим и экологическим данным.
Точное земледелие - это основа современных ресурсосберегающих технологий в растениеводстве, обеспечивающая рост производительности, сокращение затрат за счет более эффективного использования основных производственных ресурсов (трудозатраты, моторесурс, топливо, удобрения, средства защиты и т.д.), увеличения урожайности и повышения управляемости сельскохозяйственного производства.
В докладе будет рассмотрена информационно-аналитическая система поддержки точного земляделия - «Программно-аналитический комплекс по оптимизации производственноэкономической деятельности отрасли растениеводства сельскохозяйственного предприятия» («АгроПром»), которая базируется на использовании современных ГИС-, Web-технологий, цифровой топоосновы и тематических топопланов сельскохозяйственных угодий, GPS или ГЛОНАСС навигаторов, электронных датчиков, микропроцессорной техники, систем передачи, приема, обработки, анализа информации.
Комплекс предназначен для управления (планирование, контроль, учёт) сельскохозяйственным производством на уровне сельскохозяйственного предприятия.
Использование геоинформационных технологий [3] и цифровых топографических карт (масштаб 1:200000) и интегрированных с ними карт сельскохозяйственных угодий (масштаб 1:2000) в границах полей позволяет привязывать тематические базы данных «АгроПром», проводить деление (объединение) полей с расчетом площадей, расстояний и т.д.
Рис. 1. Структура программно-аналитического комплекса «АгроПром»
Основные функции программно-аналитического комплекса «АгроПром»: Ведение книги «Истории полей и севооборотов»; Фактический учет ресурсного потенциала (с/х угодья, с/х техника, машины и оборудование, кадровый состав, основные расходные материалы (удобрения, семена, пестициды, топливо); Планирование производства с/х продукции; Создание структуры посевных площадей; Программирование урожайности с расчетом доз внесения выбранных удобрений, потребности в семенах, средствах защиты растений, ГСМ и.т.д.; Создание технологических карт на производство в разрезе полей, культур, групп культур, с расчетом себестоимости производства и потребности в материально-технических, людских и финансовых ресурсах на каждый день; Фактический учет проводимых работ по производству растениеводческой продукции и использования ресурсов на каждый день; Использование данных космического мониторинга по состоянию земель и посевов; Мониторинг в режиме реально-
го времени проведения полевых работ с использованием GPS; Генерация отчетов, таблиц, картограмм.
Для планирования производства продукции растениеводства формируется базы данных: основных производственных ресурсов предприятия; паспортов сельскохозяйственных угодий в разрезе полей (в соответствии с разделами «Книги истории полей и севооборотов»); структуры посевных площадей (севооборотов) в соответствии с планом производства продукции растениеводства, с размещением культур на конкретных полях и т.д. «АгроПром» также использует данные космического мониторинга (температура приземного слоя, вегетационный индекс, площадь снегового покрова).
Контроль о ходе проведения полевых работ проводится информационно - аналитической системой на основе данных, полученных с использованием GPS навигатора и датчиков контроля производственных процессов (глубина вспашки, расход топлива, объем намолота зерна, площади выполненных работ), передаваемых по сотовой связи в режиме реального времени на сервер или записанных во флэш-память навигатора.
Работа выполнена при частичной финансовой поддержке РФФИ гранты № 08-07-00163-a, 09-07-12017-офи_м и президентской программы «Ведущие научные школы РФ» грант № НШ-1676.2008.1
---------------------------------------- СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Якушев В.П. На пути к точному земледелию, - СПб.: Издательство ПИЯФ РАН. 2002. - с. 458.
2. Черняков Б.А., Протопопов И.В., Высокотехнологичное земледелие США // Достижения науки и техники АПК, № 1-5, 2004.
3. Бычков И.В., Гаченко А.С., Попова А.К., Ружников Г.М., Фереферов Е.С., Хмельнов А.Е., Применение ГИС и И ВЕБ-технологий для создания интегрированных информационно-аналитических систем// Вычислительные технологии, Том 12, Спец. вып. 3, 2007, - С. 5-19. ШИН
Bychkov I.V., Lukovnikov N.G., Lukovnikov A.N.,
Nefediev L. V., Ruzhnikov G.M.
NAVIGATION SYSTEM GPS/ГЛОНАСС AND GEOINFORMATION
TECHNOLOGIES IN PROBLEMS OF PRECISION AGRICULTURE To solve the problems of “precision agriculture” the information and analytical system based on up-to-date GIS-, Web- technologies is proposed. Digital topographical baser, topical topographical plans of agricultural lands, GPS navigators, electronic sensor, microprocessing technique, transmission, reception, processing and analysing information are used as well.
Key words: gis technology, gps navigators, precise agriculture
— Коротко об авторах ------------------------------------------------------
Бычков Игорь Вячеславович - чл.к. РАН, директор, Учреждение Российской академии наук Институт динамики систем и теории управления (ИДСТУ) СО РАН Иркутск, E-mail: [email protected],
Луковников Николай Григорьевич - программист, Учреждение Российской академии наук Институт динамики систем и теории управления (ИДСТУ) СО РАН, Иркутск, E-mail: [email protected],
Луковников Александр Николаевич - программист, Учреждение Российской академии наук Институт динамики систем и теории управления (ИДСТУ) СО РАН, E-mail: [email protected],
Нефедьев Леонид Владленович - зам. начальника отдела, Министерство сельского хозяйства Иркутской области, Иркутск, E-mail: [email protected],
Ружников Геннадий Михайлович - кандидат технических наук, зам. директора, Учреждение Российской академии наук Институт динамики систем и теории управления (ИДСТУ) СО РАН, Иркутск, E-mail: [email protected]
