ГИС анализирует объекты

А.Ю.Брюханов

Э.В.Васильев

Э.А.Папушин

ИАЭП – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ

ГИС анализирует объекты

В связи с интенсификацией производства в животноводстве и усилением его воздействия на окружающую среду вопросы мониторинга сельскохозяйственных объектов требуют все большего внимания. 

Сбор данных о фактическом экологическом состоянии животноводческих объектов является важным элементом разрабатываемой «Интеллектуальной аналитической программной платформы для оценки экологической безопасности, прогнозирования и управления сельскохозяйственными экосистемами».

Для получения оперативной информации о животноводческих объектах авторами разработана методика, обеспечивающая получение данных о местоположении и направлении деятельности предприятия, о поголовье животных/птицы, размерах ферм, навозохранилищ и др. 

Что может ГИС?

Уровень развития информационных технологий дал толчок формированию геоинформационных систем (ГИС), позволяющих осуществлять сбор, хранение, обработку и отображение пространственных данных в различных отраслях производства. В сельском хозяйстве ГИС стали неотъемлемой частью процессов планирования и управления. Их применение способствует повышению эффективности работы за счет оптимизации использования ресурсов и снижения затрат.

Использование геоинформационных систем позволяет:

- проводить анализ и оценку земельных ресурсов: ГИС дают возможность определить наиболее подходящие для сельского хозяйства земли, учитывать их плодородие и наметить меры повышения урожайности;

- планировать и контролировать выполнение сельскохозяйственных работ от обработки почвы и посева до сбора урожая, и его транспортировки;

- моделировать и прогнозировать изменения в окружающей среде: оценивать влияние различных факторов, таких как климатические изменения, эрозия почв, загрязнение водоемов и др., на урожайность и принимать соответствующие решения;

- анализировать и контролировать распространение вредителей и болезней: ГИС-анализ позволяет выявить зоны повышенного риска и своевременно принять меры по борьбе с вредителями и болезнями;

- создавать электронные карты полей: это упрощает процесс учета, контроля и анализа урожайности, а также обеспечивает более точный расчет объема удобрений и средств защиты растений;

- вести учет и контроль сельскохозяйственной техники, оборудования и материалов.

Существуют следующие методы мониторинга животноводческих объектов:

- наземные методы, основанные на визуальном мониторинге (фотовидеосъемка), предполагают непосредственный контакт с объектом мониторинга;

- дистанционные методы – это мониторинг с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) для контроля загрязнений воздуха, почвы, водных источников продуктами жизнедеятельности животных, нерационального использования удобрений и техники;

- аэрокосмические, космические, авиационного базирования, мониторинг с использованием геоинформационных систем.

Системы мониторинга могут существенно улучшить управление и контроль над сельскохозяйственными процессами, обеспечивая более эффективное и устойчивое развитие отрасли. 

Источники информации

При анализе методов мониторинга и разработке алгоритма оценки животноводческих объектов для получения оперативной информации авторы применили методы системного и структурного анализа, ГИС-анализа, дешифрирования космических снимков, цифровой обработки изображений, распознавания образов.

Объектами мониторинга были здания для содержания животных и птицы, территория рядом с фермами и комплексами, поля, навозохранилища и т.д.

Основными источниками информации при проведении анализа сельскохозяйственных объектов являлись:

- картографическая информация на основе имеющихся топографических и тематических карт;

- дистанционная аэро- и космическая информация (данные дистанционного зондирования Земли – ДДЗ);

- информация полевых обследований с инструментальной пространственной привязкой;

- статистическая информация;

- литературная, фондовая и архивная информация;

- информация из проектной документации. Для определения количественных характеристик навоза/помета использовалась методика расчета количественных характеристик навоза. 

Этапы анализа объектов

Геоинформационный мониторинг сельскохозяйственных объектов имеет единую принципиальную схему, состоящую из сбора данных, их обработки, анализа, моделирования и представления информации. Он объединяет в себе локальное и экологическое направления.

Анализ животноводческих сельскохозяйственных объектов осуществлялся по алгоритму, позволяющему выполнить их количественную оценку с учетом эколого-экономических и природно-климатических условий на исследуемой территории.

Работа алгоритма следующая:

1. Задается подлежащая анализу территория (ГИС координаты).

2. Определяется исходная информация (наименование сельскохозяйственных предприятий, направления деятельности) из достоверных источников (данные Росстата – Единая межведомственная информационно-статистическая система (ЕМИСС), интернет-сайт Министерства сельского хозяйства РФ, сайты региональных Комитетов агропромышленного комплекса, из Информационно-аналитической системы «СЕЛЭКС»).

3. На рассматриваемой территории выявляются сельскохозяйственные объекты (животноводческий/свиноводческий/птицеводческий комплекс, навозохранилища).

4. По геометрическим признакам, составу, структуре и размещению объектов определяется направление деятельности комплекса, фермы (КРС, свиноводство, птицеводство) (рис. 1).

Основные признаки для определения направления деятельности анализируемого объекта:

- наличие галереи говорит о содержании КРС;

- наличие вентиляционных систем на крыше зданий характерно для птицефабрик;

- узкогабаритные здания характерны для свиноводческих помещений.

5. По геометрическим признакам, составу, структуре и размещению объектов с использованием инструментов измерения на карте ГИС определяются количественные значения объектов (количество голов, объем навозохранилищ, площадь компостных площадок и т.д.).

Например, на рис.1б можно достоверно определить длину и ширину зданий, а также их вместимость. Размеры навозохранилищ и их вместимость определяются на карте с помощью инструмента измерения. Анализ и расчет проводится с учетом нормативных документов АПК Минсельхоза.

6. Выполняется расчет выхода навоза/помета по количеству животных/птицы, определенному с использованием ГИС, и анализируется соответствие с имеющимися навозохранилищами.

Например, хозяйство занимается выращиванием 18500 голов свиней, выход навоза составляет 49539 т/год, в наличии имеются 4 наземных навозохранилища цилиндрической формы общей вместимостью 24320 т (рис. 2).

 МАКЕТ_ кач 2_2024-15.jpg

Для комплексной оценки

Разработанный алгоритм анализа сельскохозяйственных объектов с использованием геоинформационных систем позволяет определить поголовье животных, птицы, выход навоза и количество навозохранилищ на анализируемом сельскохозяйственном предприятии.

Использование геоинформационных систем позволяет моделировать развитие экологической ситуации на сельскохозяйственных объектах, получать комплексную оценку состояния объектов на основе разнородных данных.

Дальнейшее совершенствование методики заключается в накоплении данных и формировании экологической оценки сельскохозяйственной деятельности, разработке автоматизированной самообучающейся системы для экологической оценки сельскохозяйственных объектов.

Освоение полученных результатов особенно важно для федерального государственного контроля (надзора) в сфере ветеринарии и земельного контроля для организации мониторинга и анализа деятельности по работе с побочной продукцией животноводства при реализации Федерального закона № 248-ФЗ от 14 июля 2022 года «О побочных продуктах животноводства и о внесении изменений в отдельные законодательные акты Российской Федерации».

Поделиться статьей:

Другие статьи из журнала:

ГИС анализирует объекты

ГИС анализирует объекты

А.Ю.Брюханов

Э.В.Васильев

Э.А.Папушин

ИАЭП – филиал ФГБНУ ФНАЦ ВИМ

В связи с интенсификацией производства в животноводстве и усилением его воздействия на окружающую среду вопросы мониторинга сельскохозяйственных объектов требуют все большего внимания.

Чтобы лекарства не вредили

Чтобы лекарства не вредили

А.М.Лунегов

к.в.н., доцент, зав. кафедрой фармакологии и токсикологии ФГБОУ ВО СПбГУВМ

В последнее время огромный вред животноводству приносят так называемые «скрытые» побочные эффекты, когда от применения химиотерапевтических средств возникают дисбактериозы, поражения печени, почек, иммунодефициты и другие негативные явления, сказывающиеся на продуктивности животных.

Тепловой стресс: чем опасен и как предотвратить

Тепловой стресс: чем опасен и как предотвратить

Помимо комплекса мероприятий по кормозаготовке и пастбищному содержанию, приход лета – это ещё и организация мер по борьбе с тепловым стрессом – пожалуй, главным источником проблем для коров в жаркий период.