Космічні інформаційні технології в системі технологічної безпеки аграрної галузі

Размещено на http://www.allbest.ru/

Космічні інформаційні технології в системі технологічної безпеки аграрної галузі

Перехід світового сільського господарства на інтенсивний шлях розвитку вимагає від аграріїв нарощування ефективності діяльності з одночасним зниженням собівартості виробництва. На сьогодні єдиним способом управління рентабельністю аграрного виробництва є впровадження новітніх технологій, які дозволяють з максимальною ефективністю використовувати наявні ресурси. Серед таких технологій варто виділити космічні інформаційні технології моніторингу навколишнього середовища.

Застосування інформаційних технологій дозволить здійснити оптимізацію виробництва через раціональне використання природних (земельних) ресурсів, захист навколишнього середовища та контроль сільськогосподарських операцій. Космічні інформаційні технологій є основою ресурсозберігаючого і екологічного органічного сільського господарства, а, відтак, є і невід'ємною частиною технологічної безпеки аграрної галузі.

Особливості використання геоінформаційних технологій для ґрунтового картографування та моніторингу земель досліджували такі науковці як: А. Ачасов, С. Булигін, О. Власова, В. Греков, Т. Євсюков, Р. Мала, О. Тараріко, Є. Тимошенко та інші. Однак, питання ефективності впровадження космічних інформаційних технологійв сільському господарстві, як основи забезпечення технологічної безпеки аграрної галузі вимагають подальшого вивчення.

Сучасні інформаційні технології в аграрному виробництві - це не тільки моніторинг природного і ресурсного потенціалу з метою його раціонального використання, а й своєчасне коригування систем землеробства з використанням технологій «точного землеробства», основою яких є інформація про неоднорідність фізико-хімічних показників ґрунту, вмісту поживних речовин у межах поля, стану розвитку та урожайності сільськогосподарських культур [6, с. 5]. При цьому застосування таких технології дозволяє забезпечити технологічну безпеку аграрної галузі через підвищення економічного ефекту від господарської діяльності (виробничо-технічна складова безпеки) та за рахунок оптимізації антропогенного навантаження на природне середовище (еколого-техногенна складова технологічної безпеки).

Нині використання інформаційних технологій для моніторингу сільськогосподарських земель в Україні є недостатнім, хоча правові основи моніторингу земель передбачені ст. 191 Земельного кодексу України. Функцію ведення моніторингу земельних угідь покладено на центральні органи виконавчої влади національного, регіонального та локального територіального рівня, які здійснюють державну політику у сфері земельних відносин та охорони навколишнього природного середовища [3].

В цілому, ж питання необхідності космічних інформаційних технологій для інтенсифікації сільського господарства і забезпечення технологічної безпеки аграрної галузі України залишається відкритим.

Використання космічних технологій для моніторингу сільськогосподарських угідь має цілий ряд переваг, зокрема, забезпечують: високу достовірність та актуальність даних; широкий діапазон досліджуваної території; високу частоту отримання нової інформації; можливість збору, накопичення, узагальнення і стандартизації інформаційних даних [5, с. 18].

Основними джерелами інформації, що застосовується для моніторингу стану земель сільськогосподарського призначення є аерокосмічні знімки, топографічні карти та агротехнологічні електронні карти.

Космічні знімки надають інформацію про зміну оптичних властивостей поверхні ґрунту і характеризуються високою наочністю представлення даних. З їх допомогою можна зробити певні висновки про вміст поживних речовин у ґрунті, визначити чутливість посівів до вологості ґрунтового покриву, якість посівів у межах одного поля, які можуть використовуватись як вихідні дані для прогнозування їх урожайності.

Як доповнення до аерокосмічних знімків для моніторингу земель використовують топографічні карти, схеми землеустрою, карти і дані агрохімічної паспортизації полів, схеми чергування сівозмін, картограми агровиробничих груп ґрунтів, які дозволяють досягти високої точності та достовірності отриманих результатів [2, с. 5].

Нині відомими провайдерами космічних інформаційних технологій є компанії: Cropio (США/Німеччина), eLeaf (Голландія), PrecisionAgriculture (Австралія), Astrium-Geo (Франція), MapExpert (Україна), Вега (Росія) [7]. Більшість компаній у своїй практиці застосовують архівні дані космічних апаратів різної якості знімання, серед них такі: SPOT 2, SPOT 4, Landsat 4, Landsat5, Landsat 7, IRSP6 LISS-3, ALOS, TerraASTER, IKONOS, QuickBirdObrView-3, EROS та інші. Рівень придатності космічних знімків вказаних апаратів наведено в таблиці 1.

Топографічні карти є зображенням рельєфу з можливістю визначення рівня ерозії ґрунтів та отримання інформації про можливий рівень залягання підґрунтових вод тощо. Проте, карти презентують статичний стан земель, не показуючи реальних, динамічних процесів переміщення і змиву ґрунтів, які виникають під впливом природних процесів та антропогенної діяльності. Загалом же, застосування космічних знімків і топографічних карт в сукупності дають повну картину стану полів та рівня розвитку посівів.

космічний картографування інформаційний аграрний

Таблиця 1. Якість космічних зображень, що використовуються для картографування сільськогосподарських технологій

Використання сучасних агротехнологічних електронних карт полів теж є не менш дієвим методом моніторингу сільськогосподарських земель, в яких фіксуються простово-часові витрати ресурсів на проведення польових робіт. Такі карти забезпечують ефективність реалізації агротехнологічних процесів у відповідний час з урахуванням ґрунтово-кліматичних умов [1]. Відображення на карті даних планових і фактичних агротехнологічних робіт дає змогу вирішувати комплексні питання землеробства з урахуванням всіх факторів вирощування рослин. Деякі фактори, що враховуються під час створення електронних карт наведено в табл. 2.

За таких технічних умов електронна карта: дає можливість вести облік і контроль всіх сільськогосподарських операцій, спираючись на отриманні точні вихідні дані для їх реалізації; допомагає провести детальніший аналіз умов, що впливають на розвиток і ріст рослин на конкретно обраному полі; слугує для оптимізації виробничого процесу з метою максимізації прибутку при одночасному раціональному використанні ресурсів, що беруть участь у тій чи іншій операції.

Таблиця 2. Фактори формування агротехнічних електронних карт

Однак, послуги зі створення електронної карти поля не можна назвати дешевими, тому нині їх можуть використовувати тільки крупні аграрні підприємства. Вартість та термін виконання робіт зі створення електронних карт наведено в табл. 3.

Таблиця 3. Вартість створення електронної карти полів та термін виконання робіт (для площі 20000 га)

Звичайно, значна вартість (37800 - 43800 дол. США) впровадження систем точного землеробства, насамперед, електронних карт полів, є дуже витратним проектом, але ті аграрні підприємства, які, все ж таки, наважаться на використання космічних інформаційних технологій у своїй діяльності у перспективі зможуть здійснити інтенсивний розвиток агровиробництва.Це також дозволить агроформуваннями відчути переваги новітніх технологій у землеробстві та їх високу окупність.

Враховуючи іноземний досвід (дослідження Американського Інституту точного землеробства) та вітчизняні реалії вдалося приблизно вирахувати мінімальний розмір економії від впровадження космічних інформаційних технологій. За даними табл. 4 він складає понад 18 дол. США/га.

Таблиця 4. Розмір економії на виробничих витрат при використанні космічних інформаційних технологій

Зменшення витрат на паливо для обстеження (об'їзду) та обробки полів та на добрива, скорочення штату працівників дозволить оптимізувати витрати ресурсів, знизивши собівартість виробництва продукції і таким сином підвищити рентабельність виробничого процесу.

Якщо враховувати вартість створення електронних карт поля в 20000 га (37800 дол. США) та можливий розмір економії для такої ж площі сільськогосподарських угідь (36480 дол. США), то витрати підприємств на впровадження космічних технологій у виробництво можна вважати виправданими.

Отже, дані інформаційні технології дозволяють інтенсифікувати сільськогосподарське виробництво, збільшити продуктивність, підвищити ефективність застосування виробничих фондів, досягти вищого рівня урожайності за рахунок дозованого внесення добрив і пестицидів та зниження антропогенного впливу на екологічну ситуацію.

Проте, імплементація новітніх досягнень в інформаційних технологіях обробітку землі та рослинництві є досить проблемною для вітчизняних підприємств і несе загрози технологічній безпеці аграрної галузі. До числа проблем можна віднести:відсутність чіткої державної політики держави щодо космічної діяльності в аграрній сфері;проблеми в створені дієвих розробок в технологіях дистанційного моніторингу агроресурсів; необхідність модернізації машинно-тракторного парку; значна вартість космічного моніторингу земель; тривалий термін окупності (5-10 років) створення електронних агротехнічних карт полів; низька готовність вітчизняних аграрії до зміни техніко-технологічного забезпечення землеробства та виробництва продукції рослинництва.

На наш погляд, усунути ці проблеми можливо лише шляхом розвитку космічної діяльності через дійову міжгалузеву координацію науково-дослідних робіт між Національною академією аграрних наук, Міністерством аграрної політики та продовольства України та Національним космічним агентством. Їх злагоджена робота сприятиме вирішенню проблем раціонального використання земель сільськогосподарського призначення, виявленню слабких місць в агроландшафтах, визначенню стану посівів та агроекосистем. Перевагою такої співпраці провідних відомств та міністерств є те, що держава завдяки залученню вітчизняних наукових кадрів одночасно сприятиме розвитку не лише космічній галузі, а й активно розвиватиме сільське господарство, зі значно меншими витратами та більшим синергетичним ефектом.

Використання сучасних космічних технологій стають об'єктивною вимогою успішного ведення сільського господарства, адже такі інформаційні технології дають змогу детального моніторингу земельних ресурсів, стану посівів, що допомагає формувати обґрунтовані управлінські рішення із запобіганням негативним наслідкам господарської діяльності; підвищувати ефективність використання земель та якість вирощування сільськогосподарських рослин, збільшувати урожайність та зменшувати собівартість виробництва за рахунок раціонального використання добрив, засобів захисту рослин, паливно-мастильних матеріалів тощо.

У цілому, космічні інформаційні технології забезпечують дотримання вимог технологічної, екологічної та економічної безпеки аграрної галузі.

Бібліографічний список

1. Грабак Н.Х. Основи ведення сільського господарства та охорона земель / Н.Х.Грабак , І.Н.Топіха, В.І.В'юн, В.М. Давиденко, С.М. Чмирь : навч. посіб. К.: Професіонал, 2005. - 796 с.

2. Євсюков Т. Моніторинг особливо цінних земель із застосуванням технологій ДЗЗ та ГІС / Т. Євсюков, І. Опенько // Вісник Львівського національного аграрного університету. Сер. : Економіка АПК. - 2013. - №20 2 С. 231-242.

3. Земельний кодекс України : прийнятий 25.10.2001 р. №2768-ІІІ // Відомості Верховної Ради України (ВВР). - 2002. - №3-4. - Ст. 27.

4. Інноваційний розвиток агропромислового комплексу України: інформаційний посібник / [уклад. Р.І.Мала, В.В. Миронова, Н.В.Єремєєва; Донецька обласна державна адміністрація, Донецький обласний центр перепідготовки та підвищення кваліфікації працівників органів державної влади, органів місцевого самоврядування, державних підприємств, установ і організацій, Відокремлений підрозділ «Донецький технікум Луганського національного аграрного університету» - Донецьк, 2012. - 65 с.

5. Михайлов С.И. Применения данных дистанционного зондирования Земли для решения задач в области сельскохозяйственного производства / С.И. Михайлов // Земля из космоса - наиболее эфективные решения. - 2011. - №9. С. 17-23.

6. Тараріко О.Г. Використання космічних технологій в агропромисловому комплексі України / О.Г. Тараріко, О.В. Сиротенко, В.І. Волошин, Е.І. Бушуєв, О.І. Паршина, О.В. Греков // Вісник аграрної науки. - №7. - 2007. - С. 5-10.

Размещено на Allbest.ur