Применение ГИС в сельском хозяйстве становится неотъемлемой частью мониторинга сельскохозяйственных угодий. В статье рассматривается зарубежный опыт использования геоинформационных систем, и рассматриваются предпосылки для внедрения ГИС в Орловской области.
Ключевые слова:геоинформационные технологии, система ArcGIS, мониторинг и управление сельскохозяйственными землями.
Применение геоинформационных технологий в сельском хозяйстве возможно и на федеральном, и на региональном, и на местном уровнях, вплоть до отдельного хозяйства. Поскольку задачи на этих уровнях различны, соответственно, различаются и используемые данные, и средства работы с ними. При использовании продуктов одного семейства (например, ArcGIS производства ESRI) обеспечивается как вертикальная (между различными уровнями управления), так и горизонтальная (между хозяйствами или организациями одного уровня) совместимость по данным и программным продуктам [2].
На федеральном уровне актуальны такие задачи, как выработка сельскохозяйственной политики, лицензирование и контроль производства продуктов массового потребления, прогнозирование валового сбора различных культур, мониторинг природных условий и использования земель, контроль информации, поступающей «снизу». Наилучшее применение здесь могут найти серверные программные продукты типа ArcSDE и ArclMS для поддержки централизованного реестра земель сельскохозяйственного назначения, баз данных хозяйств и полей. Все эти объекты имеют некоторое положение и протяженность в пространстве, поэтому только технология пространственных баз данных (иначе называемых базами геоданных) может гарантировать адекватное компьютерное представлении этой информации. Причем простого ГИС-пакета здесь недостаточно, — например, в США имеются десятки тысяч хозяйств, миллионы полей, и только специальные средства управления большими пространственными базами данных (ArcSDE) могут справиться с такими объемами. Чтобы данные эти не лежали втуне и работали на развитие отрасли и страны в целом, к ним должен быть обеспечен соответствующий доступ. Развитие компьютерных сетей позволяет сегодня за доли секунды связывать компьютеры, находящиеся в разных точках страны. Всеобщее проникновение Интернета обеспечивает быстрый обмен информацией между специалистами, а также представление информации всем заинтересованным лицам. Графический характер Всемирной паутины ведет к тому, что в ней становится все более популярным представление карт. Однако карта в виде простой картинки имеет небольшую ценность — интерактивность любого настольного ГИС-пакета более значима. Оптимальным решением для передачи картографических данных через Интернет и представления карт в Вебе является картографический интернет-сервер ArclMS. Благодаря ему пользователи настольных продуктов ArcGIS могут получать доступ к картографическим материалам из любой точки Земли, где есть подключение к Интернету. Этот же продукт может использоваться во внутренних сетях организаций для обеспечения доступа к картам на центральном сервере через Интернет. Кстати, неслучайно Министерство сельского хозяйства США выбрало в качестве стандарта ГИС продукты компании ESRI — их массовое распространение, универсальность, постоянное развитие и гибкость решений на их основе являются залогом успешного внедрения ГИС и плодотворного использования ее широчайших возможностей в течение многих лет. [1].
На уровне отдельного хозяйства или группы хозяйств ГИС-технологии также востребованы, и сейчас в индустриально развитых странах можно наблюдать настоящий бум нового направления под названием precision agriculture — точное земледелие. Суть его в том, что обработка полей производится в зависимости от реальных потребностей, выращиваемых в данном месте культур. Эти потребности определяются с помощью современных информационных технологий, включая космическую съемку, причем часто средства обработки дифференцируются в пределах различных участков поля, давая максимальный эффект при минимальном ущербе окружающей среде и снижении общего расхода применяемых веществ. Конечно, варьировать внесение химикатов и питательных веществ можно и вручную, «на глазок», однако научно обоснованный подход более эффективен. Накопление статистики обработки (куда и сколько внесли каждого вещества) и получаемых результатов (урожайность) позволяет применять различные виды анализа (регрессионный, факторный и др.) с тем, чтобы в дальнейшем корректировать применяемые дозы для получения максимума отдачи на каждый вкладываемый в обработку рубль. [3].
В настоящее время в РФ используется для мониторинга в сельскохозяйственных, угодий на основе привлечения аэрогеодозических съемок.
Современные ГИС позволяют проводить статистический анализ, по отдельным полям. При необходимости более детально сделать анализ, путем разбивки полей на небольшие однородные участки, потребуются средства пространственного анализа, имеющиеся в системе ArcGIS. Именно такой подход считается оптимальным в идеологии точного земледелия. И здесь нужно отметить, что в двух специальных дополнительных модулях ArcGIS — Spatial Analyst и Geostatistical Analyst — реализованы самые современные методы пространственного анализа данных, позволяющие выявлять скрытые закономерности в данных, невидимые невооруженным глазом. С помощью этих средств по каждому земельному участку можно анализировать влияние рельефа, характеристик почвы, метео и гидрологического режима, истории внесения агрохимикатов, а также выявлять проблемные участки, не вписывающиеся в имеющуюся технологическую модель, и на этой основе ее совершенствовать [2].
Конечно, внутри отдельного небольшого хозяйства проводить такой анализ нереально (нет ни специалистов, ни экономически оправданной загрузки программно-технических средств), однако вполне возможно применение методик, разработанных в федеральном и/или региональных исследовательских центрах. То есть, в хозяйствах нужны лишь простые в использовании инструменты конечного пользователя, создавать которые могут региональные и федеральные подразделения Минсельхоза РФ. Использование единой масштабируемой программной технологии, такой как ArcGIS, позволяет собирать, организовывать, управлять, анализировать, обмениваться и распределять географическую информацию. С одной стороны, проводить анализ любой сложности и разрабатывать методики с помощью наиболее мощных продуктов семейства (Arclnfo), а с другой — поставлять конечным пользователям решения минимальной стоимости (ArcView, ArcReader). При этом обеспечивается полная совместимость между различными программными продуктами семейства и возможность создания специализированных приложений на основе библиотеки разработчика ArcObjects.
Информационными разделами ГИС учета ресурсов земель сельскохозяйственного назначения являются:
- кадастрово-правовой блок земель сельхозназначения на основе сведений автоматизированной системы государственного кадастра объектов недвижимости;
- цифровая картографическая основа с тематическими слоями рельефа, состояния почв и др.;
- информация о декларируемых границах засеваемых земель, посевных площадях и типах культур, а также обрабатывающих их организациях («дежурная карта» использования земель), обновляемая ежегодно;
- тематические слои свойств почв, климата, посевов на основе прямых наземных измерений.
Следует отметить что, в Орловской области будет создана геоинформационная система мониторинга земель сельскохозяйственного назначения для выявления неиспользуемых земель. Эта информация была озвучена 19 января на аппаратном совещании, которое провел Губернатор Орловской области Вадим Потомский. Он указал на необходимость объединения усилий федеральных и областных органов власти, а также правоохранительных органов для успешного решения проблемы вовлечения в оборот необрабатываемых земель сельскохозяйственного назначения, а так же выработке комплекса мер по разработке и внедрению ГИС для мониторинга сельскохозяйственных земель.
Он подчеркнул, что геоинформационная система мониторинга позволит осуществлять управление сельскохозяйственными землями, обеспечивать оперативное получение информации о видах сельскохозяйственных угодий, показателях почвенного плодородия, состоянии мелиорируемых земель, площади земель, занятых сельскохозяйственными культурами, и неиспользуемых землях на основе полученных данных. 15 января 2015 года Департаментом сельского хозяйства Орловской области направлена заявка в Роскосмос о включении региона в план на проведение космической съемки с целью получения данных дистанционного зондирования земли. Предусмотрено формирование информационного ресурса Орловской области о землях сельскохозяйственного назначения в целях анализа, прогнозирования и выработки политики субъекта в сфере земельных отношений.
Также в планах — проведение мероприятий с сельхозтоваропроизводителями и К(Ф)Х, планирующими вовлечение в сельскохозяйственный оборот около 40 тыс.га. Планируется сбор и анализ данных о правовом положении (его изменении) земель сельскохозяйственного назначения, анализ информации об использовании земель в сельском хозяйстве, а также использовании в статистической практике.
Как отметил Владимир Коротеев, общая площадь земель сельскохозяйственного назначения в регионе составляет 2,032 млн га из них 1,508 млн га — пашни, 54,8 тыс. га — залежь, 17, 5 тыс. га — многолетние насаждения, 53,5 тыс. га — сенокосы, 262,7 тыс. га — пастбища. Сельскохозпроизводителям принадлежит на различных правах 1,508 млн га. Общая площадь неиспользуемых земель сельскохозяйственного назначения в 2014 году на территории Орловской области составляла 87,5 тыс. га. По состоянию на 1 января 2015 года площадь неиспользуемых земель сократилась до 55,8 тыс. га. В целях исполнения указа Губернатора Орловской области от 26 сентября 2014 года № 369 «О развитии агропромышленного комплекса Орловской области на 2014–2024 годы» к концу 2015 года планируется сокращение площади неиспользуемых земель до 35,5 тыс. га. Окончание процесса вовлечения неиспользуемых земель на всей территории Орловской области планируется завершить к концу 2017 года. В некоторых случаях причиной неиспользования земель сельскохозяйственного назначения из фондов перераспределения района является отсутствие надлежащего оформления земельных участков. Общая площадь фондов перераспределения районов составляет более 174 тыс. га, из них используются сельскохозяйственными предприятиями и крестьянскими (фермерскими) хозяйствами 168,8 тыс. га. Поэтому главам муниципальных районов рекомендовано произвести надлежащее оформление неиспользуемых земельных участков районного фонда перераспределения и предложить в соответствии с действующим законодательством Российской Федерации эффективным землепользователям на торгах (конкурсах, аукционах). Проведенный анализ соответствия посевных площадей собранному объему урожая в 2014 году позволяет отметить тенденцию возможного сокрытия или некорректной подачи данных сельхозтоваропроизводителями о посевных площадях.
В ходе проведения совещания была создана рабочая группа по выработке технического задания и формирования основы портала, а так же мониторинг имеющегося информативного объема в организациях АПК для наполнения портала.
Литература:
1. Польшакова Н. В. Навигационные системы для сельскохозяйственной техники // Молодой ученый. 2014. № 4. С. 432–434.
2. Коломейченко А. С., Польшакова Н. В., Ноздрина Ю. В. Роль информационно-консультационных служб в информационном обеспечении трансфера инноваций в АПК // Научное мнение. 2014. № 5. С. 117–124.
3. Польшакова Н. В., Котова Е. И., Черникова К. С. Использование геоинформационных технологий в мониторинге сельскохозяйственных земель // Актуальные проблемы гуманитарных и естественных наук. 2014. № 12–2. С. 330–332.
4. Журнал ArcReview, № 2 (29), 2004
5. Сайт ГИС http://www.dataplus.ru
6. Официальный сайт ArcGIS http://www.esri.com/
