РГ: Сергей Анатольевич, как сегодня используются ГИС-технологии в сельском хозяйстве?
Сергей Антонов: Спутниковые данные в основном применяются в системе точного земледелия. Они позволяют снизить себестоимость продукции. Представьте, есть поле, где проводят агрохимические обследования, берут пробы почв, анализируют содержание азота, фосфора и калия. В итоге становится понятно, что у земли неоднородные почвенные характеристики. Где-то недостаток веществ, где-то избыток, где-то норма. Аграрии же обычно при внесении удобрений рассчитывают их среднее количество на все поле. Получается, достается и тем участкам, которые в них не нуждаются.
Использование системы точного земледелия предполагает создание электронной карты, где обозначен каждый участок и указано, каких элементов недостает. Она загружается в бортовой компьютер техники, и специалист знает, что и в каком количестве нужно адресно внести.
Другое применение данной технологии - параллельное вождение. После первого прохода по краю поля техника на основе геопозиции "понимает", как в следующий раз пройти точно вдоль начальной линии. Тем самым обеспечивается высокое качество сева - поле используется максимально эффективно, не остается незаполненных участков, нет перекрестного сева, который тоже вреден.
По спутниковой съемке можно также узнать о состоянии растительности. Например, весной при внесении подкормки определить именно те участки, которые в ней нуждаются, а значит, и сэкономить, не внося там, где этого не требуется.
Применяются ГИС-технологии и при выстраивании логистики, цифровизации аграрных предприятий и сохранении истории полей, оценке состояния лесополос. Возможности очень широкие.
РГ: О каких проблемах удалось узнать с помощью ГИС-технологий?
Сергей Антонов: Хозяйства на территории Ставрополья частные, тем не менее властям важно, как используются земли сельскохозяйственного назначения, им необходимо знать состояние почвенного покрова, степень его деградации. Благодаря космосъемке мы можем следить за этими параметрами и передавать информацию в минсельхоз. Так, в 2015 году был проведен дистанционный мониторинг использования земель сельскохозяйственного назначения в Ставропольском крае. Выяснилось, что, согласно данным космосъемки, около 10,5 процента пашни являются неучтенными.
В советское время посевная площадь рассчитывалась и была экологически сбалансирована. Часть сельхозугодий отводилась под пастбища и сенокосы, часть - под пашню. Не было перекоса в растениеводство в ущерб животноводству. Сейчас последнее убыточно, поголовье сокращается и аграрии начинают оставшиеся земли засеивать разными культурами. А так как пастбища чаще всего располагаются на склонах, то во время сильных дождей вода вымывает плодородный почвенный слой, что ведет к постепенной деградации. Неконтролируемая распашка характерна для восточных районов Ставропольского края. Например, есть поля, которые посреди кошар распаханы. Хотя здесь должны быть кормовые угодья, а не пашня.
Если сравнить данные мониторинга 2015 и 2019 годов, то видно, что в регионе за это время прибавилось 50 тысяч гектаров посевных площадей. В России же существует такая проблема - земли сельскохозяйственного назначения не дифференцируются на пастбища, сенокосы и пашню. Эти данные есть только на картах внутрихозяйственного землеустройства, а исходной цифровой карты с такой дифференциацией не существует.
Кстати, за границей к этому вопросу относятся жестче. В США очень четкое разделение по типам использования сельхозземель. Там тоже, конечно, обнаруживают факты незаконной распашки, но они не носят массового характера, как у нас. В России же почвоведы отмечают снижение плодородия земель. И если мы хотим оставить нашим внукам нормальные сельхозугодья, на которых можно работать, то нужно вводить систему адаптивного ландшафтного земледелия.
РГ: А что конкретно о состоянии сельхозпосевов может узнать аграрий по снимкам из космоса?
Сергей Антонов: Начнем с того, что благодаря ГИС-технологиям он может не ездить так часто в поля, а о многих проблемах узнать, сидя в кабинете. Эффективность их использования велика, а затраты небольшие. Кстати, вдвоем с коллегой мы оцифровали всю пашню на территории Ставропольского края примерно за четыре месяца.
При оценке состояния растительности используется вегетационный индекс NDVI. Чем число выше, тем лучше идут процессы фотосинтеза и вегетация. Таким образом мы можем увидеть по картам состояние всходов на полях, определить проблемные участки и благодаря оперативно полученным данным быстро принять меры. Есть возможность сравнить поля с одинаковыми культурами и понять, какие негативные факторы на них влияют.
Например, у нас есть две карты Новоселицкого района Ставрополья, сделанные в 2018 и 2019 годах. Мы сравнивали показатель NDVI примерно в одни и те же даты. В 2018-м он достигал 0,75, а в 2019-м составил всего 0,58, то есть посевы развивались значительно хуже. Эти сведения помогут понять, что случилось, но, естественно, полноценным анализом должен заниматься специалист на месте.
РГ: А откуда вы получаете снимки? Может ли их использовать обычный фермер и сам отследить, где у него на полях возникли проблемы?
Сергей Антонов: Мы работаем на основании данных европейских и американских спутников. Они предоставляются бесплатно и оперативно. Допустим, спутник пролетел над территорией около полудня, а к шести часам вечера полученные сведения уже будут доступны. Такая скорость размещения информации в открытом доступе очень важна именно для сельского хозяйства и позволяет быстро реагировать на изменения. У этих спутников пространственное разрешение снимков ниже, чем у коммерческих, но для нужд аграрного сектора этого более чем достаточно.
В чем проблема с нашими системами? Они либо уступают по параметрам, либо дороги. Мы сотрудничаем по вопросам оценки состояния посевов с Институтом космических исследований РАН. У них есть сервис ВЕГА, с помощью которого можно получить множество данных о ситуации на полях. Он тоже платный, но научным исследователям предоставляют ограниченный доступ. Там масса информации, она структурирована, выведена в графики, можно сравнивать данные по годам. На основании графиков мы прогнозируем урожайность озимых, например. Перспективы у этих технологий огромные.
В нашем регионе с помощью минсельхоза СК внедрена геоинформационная система "Распределение земель сельскохозяйственного назначения в Ставропольском крае", которую разработала частная компания.
Рано или поздно появится единая федеральная ГИС-система. Сейчас в каждом регионе ею занимаются отдельно, позднее все данные объединят. Этому проекту не хватает людей на местах. В районных управлениях сельского хозяйства сотрудники заполняют карты вручную, затем передают их специалистам для внесения в геоинформационную систему. Это долгий процесс и не всегда полученные карты точны.
РГ: Когда же может появиться единая федеральная ГИС-система?
Сергей Антонов: Все технологии, которыми могут пользоваться аграрии, есть. Вопрос теперь только в желании. Когда оно появится у заинтересованных структур или у контролирующих органов, тогда и система заработает. Мы знаем, как работать с данными, есть все методики. Остается решить вопрос правильного наполнения системы, а для этого нужны специалисты, которых еще надо заинтересовать работой в районах.