ГІС-технології — це сучасний інструмент ефективного керування сільським господарством. Їхнє застосування дає змогу підприємству отримувати важливу інформацію з мінімальною затримкою чи навіть у режимі реального часу. Вони допомагають краще планувати діяльність, отримуючи більшу врожайність за менших витрат. ГІС-технології підвищують рівень конкурентоздатності підприємства та допомагають йому швидше досягати стратегічних довгострокових цілей. Розповідаємо, що це таке, які переваги вони мають та як саме застосовуються у сільському господарстві.
Що таке ГІС-технології
ГІС-технології — це комплекс цифрових методик, які дають змогу аналізувати фізичні характеристики поверхні планети. У сільському господарстві їх використовують для оцінки стану полів і тваринницьких угідь для максимально раціонального використання земельних ресурсів. Для кращого сприйняття отримані з їхньою допомогою дані візуалізують. На основі цієї інформації будують багатошарові мапи, атласи, графіки, діаграми та інтерактивні застосунки.
Абревіатура ГІС означає «геоінформаційні системи». Сьогодні їх переважно створюють завдяки науковим приладам, встановленим на космічних супутниках. Допоміжні засоби — авіаційні платформи, дрони й наземні датчики, що дають змогу уточнювати дані чи оновлювати їх у режимі реального часу, мінімізуючи затримку. Аналіз здійснюють за допомогою програмного забезпечення, яке може встановлюватися як на конкретному гаджеті, так і в хмарі. Інтерфейсом доступу до них слугують різноманітні електронні пристрої — стаціонарні комп’ютери, ноутбуки, планшети, смартфони чи спеціалізовані девайси.
Переваги ГІС-технологій для сільського господарства
- Підвищення врожайності. Згідно зі статистикою Всесвітнього банку, точне землеробство, засноване на використанні ГІС-технологій, збільшило середню врожайність господарств на 22%, водночас зменшивши витрати чистої води на 20%. Це не тільки підвищує прибутковість конкретного підприємства, а й допомагає розв’язати глобальну продовольчу кризу.
- Зменшення потреби в ручній праці. За даними Всесвітнього економічного форуму, автоматизація техніки за допомогою ГІС-рішень дає змогу одному працівнику фермерського господарства керувати чотирма машинами одночасно. У США, Канаді та Великій Британії це знижує витрати на $15–20 в місяць на кожному акрі. Крім того, люди можуть вивільняти час для виконання більш креативної роботи, яка сприяє розвитку суспільства.
- Економія добрив та засобів захисту рослин. Географічні інформаційні системи дають змогу створювати мапи змінної норми внесення (VRA), визначаючи оптимальні витрати матеріалів для кожної ділянки. За результатами досліджень WEF, у канадських фермерських господарствах це допомогло скоротити внесення добрив та отрутохімікатів на 30%, зберігши при цьому ті ж показники урожайності. Зменшення використання агресивних речовин — це також і мінімізація ризиків для довкілля.
- Оптимізація супутніх витрат. Експерти McKinsey підрахували, що застосування ГІС скорочує витрати на закупівлю палива, обслуговування техніки та зберігання матеріалів на 7–9%. Якщо сьогоднішній темп розвитку геоінформаційних технологій збережеться до 2030 року, це збільшить світовий ВВП на 500 мільярдів доларів. А загальний ефект від економії ресурсів може досягти 2–3 трильйонів доларів.
- Ефективне керування тваринництвом. ГІС дають змогу здійснювати моніторинг переміщення великих стад сільськогосподарських тварин. Вони допомагають відстежувати спалахи серйозних захворювань, вибирати продуктивні пасовиська та захищати стада від хижаків. За підрахунками McKinsey, до 2030 року це принесе підприємствам до 20 мільярдів доларів додаткового прибутку.
Читайте також: Технологія виробництва молока та молочних продуктів в Україні
Збирання та обробка даних ГІС
Основним інструментом дослідження в сільському господарстві України є штучний супутник Landsat-8. Цей космічний апарат оснащено спектрометром та інфрачервоним сенсором. Вони охоплюють весь спектр видимого світла, а також ближній і середній ІЧ-діапазони. Роздільна здатність приладів коливається від 15 до 100 метрів. Сучасне програмне забезпечення ГІС дає змогу зменшити похибку до десятків сантиметрів.
Окрім того, географічна інформаційна система може використовувати обладнання, встановлене на літаках і дронах. Але під час воєнного стану їхнє використання серйозно обмежено. Ще один елемент обладнання — наземні установки. Це можуть бути датчики, що вказують координати та сенсори фізичних характеристик — вологості, температури, інсоляції тощо.
Здебільшого ГІС і бази даних розташовують у «хмарі». Це децентралізоване сховище, яке використовує багато розосереджених серверів. Для обробки даних використовують різноманітні засоби — від традиційного кореляційно-регресійного аналізу до штучного інтелекту. Останньому варто приділити більше уваги. Технології Big Data та машинного навчання дають змогу геоінформаційним системам перевіряти всі можливі взаємозв’язки та виділяти найстійкіші з них. Завдяки цьому вдається точно прогнозувати певні показники, використовуючи складні математичні моделі, не очевидні навіть для досвідчених аналітиків.
Основні типи даних у ГІС:
- Географічні координати й відстані. Описують контури, площі та положення ділянок, розміри стад, віддаленість від певних об’єктів, довжину маршрутів руху техніки, поточне місце розташування машин тощо.
- Фізичні характеристики — вологість ґрунту й повітря, температура атмосфери й поверхні планети, ступінь відбиття світла.
- Колірна гама — точний діапазон спектра світлових хвиль, що дає змогу оцінити стан рослин, води у водоймах чи ґрунту під посів.
- Показники продуктивності — фактичні дані використання насіння, агрохімікатів і води, витрати палива технікою, робочий час співробітників тощо.
- Зведені індекси. Фіксують ключові показники ефективності діяльності підприємства, що дають змогу оцінювати стан ділянок одним поглядом і ухвалювати відповідні управлінські рішення.
- Прогнози — розрахункові значення, які можна використовувати у фінансових планах і стратегіях розвитку підприємств.
Об’єднуючи дані супутникових систем спостереження, допоміжного обладнання та фактичні витрати матеріалів, можна отримати чудову основу для автоматизації чи навіть роботизації господарства.
Сфери застосування ГІС-технологій в Україні
Основне завдання ГІС — оптимізація виробничих процесів у сільському господарстві. Одним із перших в Україні цей результат отримав холдинг Kernel. Компанія створила власний аналітичний GIS-портал, підєднавши до нього понад 50 RTK-сенсорів і 100 метеостанцій. Вона застосувала технології посіву та внесення хімікатів зі змінною нормою. За даними Kernel, у регіонах з оптимальними умовами це збільшило врожайність у середньому на 5%, а з несприятливими — на 12%. А відокремлення ділянок з різним ступенем забур’янення зменшило витрати гербіцидів на 50–70%.
Читайте також: RTK-системи в агросекторі: що таке GNSS-приймач і RTK-сигнал
Одним із топових провайдерів ГІС-технології в сільському господарстві України є компанія Agro RTK System.NET. Вона надає доступ до даних супутникових систем, а також займається монтажем та обслуговуванням наземного обладнання. За її статистикою, застосування ГІС у невеликих фермерських господарствах підвищує ефективність польових операцій у середньому на 10–15%. Середня оптимізація витрат праці й часу досягає 10%, а матеріальних ресурсів — 20%. Це робить малі й середні підприємства більш конкурентоздатними, зокрема дає їм змогу виходити на міжнародний ринок.
Ви також можете взяти нові технології на озброєння. Зручне та вигідне рішення для цифровізації та автоматизації господарства — співпраця з платформою WEAGRO. Вона дає змогу взяти агророзстрочку на обладнання та послуги для сільського господарства. Ви можете отримати відповідь протягом 30 хвилин, вибравши одного з наших партнерів або ж запропонувавши своєму постачальнику долучитися до платформи.
ГІС-картографування
ГІС та картографія тісно пов’язані між собою. Отримані від супутникового, авіаційного та наземного обладнання дані візуалізують і наносять на плани місцевості, що значно спрощує їхнє сприйняття й використання в роботі.
Що таке ГІС-картографія
ГІС-картографія — це візуалізація кількісних даних про стан певних ділянок поверхні планети. Для цього інформацію поєднують із фізичними планами місцевості, що відбивають координати та особливості рельєфу. Якщо вам цікаво, в чому ГІС відрізняється від карти чи атласу, то кращою відповіддю буде інтерактивність. Геоінформаційні системи дають змогу вибирати потрібні шари, способи візуалізації та показники, розбудовуючи план під свої потреби.
Як працюють ГІС-мапи
Статистика свідчить, що людський мозок обробляє зображення в 60 тисяч разів швидше, ніж великі масиви тексту та цифр. Тому не дивно, що ГІС-картографія покладається саме на візуалізацію. Зазвичай для виділення певних географічних зон використовують яскраві контрастні кольори. Наприклад, так виглядає мапа внесення добрив: зелений колір означає максимальну кількість, червоний — мінімальну.
І все ж у деяких випадках неможливо обійтись без цифрових позначок і текстової «легенди», тобто опису даних. Наприклад, так виглядає мапа розподілу природних опадів:
Зазвичай мапи в популярних ГІС-сервісах є інтерактивними багатошаровими комплексами даних. Ви можете вмикати чи вимикати показ певної інформації. Принцип дії таких систем продемонстровано на зображенні нижче:
Види ГІС-мап
- Класифікаційні. На таких мапах кожен колір показує свою категорію. Наприклад, ви можете позначити посіви кукурудзи червоним кольором, пшениці — зеленим, жита — синім. У результаті, територія вашого господарства складатиметься з кольорових «латок», що показуватимуть структуру посівів.
- Теплові. Показують розподіл певної характеристики від мінімального до максимального значення. Наприклад, ГІС та картографія можуть демонструвати рівень вологості чи температури ґрунту на ділянці.
- Кількісні. Якщо дані мають дуже високу щільність, їх раціональніше показати у вигляді різних кольорів чи відтінків одного кольору. Поруч із такою мапою буде розташована легенда, яка пояснить значення цих тонів. Наприклад, так можна продемонструвати прибутковість чи вартість оренди земельних ділянок у масштабах країни.
- Бульбашкові. Демонструють значення певних параметрів у вигляді бульбашок різних розмірів. Що більша бульбашка, то вищий показник. Наприклад, так можна побачити врожайність зернових по ОТГ чи районах області.
- Кластерні. Показують розташування певних об’єктів на мапі. Якщо в певному місці об’єкти розташовані надто щільно, вони об’єднуються в бульбашку-кластер, на якій вказується їхня кількість. Наприклад, так можна побачити місце перебування своїх сільськогосподарських машин.
Переваги ГІС-мап
ГІС-мапи — дуже важливий інструмент підвищення ефективності сільського господарства. Об’єднуючи в них дані супутникового спостереження та показники діяльності підприємства, ви можете робити висновки про наслідки прийнятих вами рішень. Крім того, вони підходять для планування та аналізу — інтерактивні мапи спрощують роботу менеджменту й адміністративного персоналу.
Перспективи розвитку ГІС-технологій в Україні
За словами генерального директора компанії AgriLab Ярослава Бойка, ГІС-технології дають комплексний ефект, здатний збільшити прибутковість одного гектара землі на 17–45% залежно від стартових умов. Він вважає, що українські фермери невдовзі постануть перед простим вибором — цифровізуватися або працювати в збиток. Сільське господарство в Україні йде до європейських і міжнародних показників — як за урожайністю, так і за вартістю оренди землі.
Читайте також: Точне землеробство в Україні: визначення та перспективи
Тому йдеться не про те, які перспективи мають ГІС-технології та чи варто їх впроваджувати. Питання в тому, коли та як починати їх використовувати. Цифрові інтерактивні мапи та системи автоматизації незабаром стануть таким самим звичним інструментом фермера, як трактор чи сівалка.
Почніть модернізацію та цифрову трансформацію аграрного бізнесу вже сьогодні! Платформа WEAGRO дає змогу взяти агророзстрочку на послуги ГІС-сервісів та обладнання для контролю господарства. Ми розглядаємо заявки протягом 30 хвилин у робочий час і надаємо відтермінування до 180 днів. Звернувшись до нас, ви отримаєте персоналізовану пропозицію, що відповідатиме потребам і фінансовому стану вашого бізнесу.
