В СФУ придумали, как сделать агромониторинг доступнее

Исследовательская группа ученых из Сибирского федерального университета адаптировала технологии спутникового мониторинга для широкого применения в сфере агроменеджмента, что позволит изучить состояние земель сельскохозяйственного назначения и оптимизировать реализуемые на них производственные процессы. Результаты исследования опубликованы в "Журнале Сибирского федерального университета".

Разработка программного обеспечения для визуализации и анализа больших пространственных объектов путем обработки данных ДЗЗ (дистанционного зондирования Земли) – активно развивающаяся область науки. Технологические разработки в данной области используются в нефтяной и газовой отрасли, в процессе контроля стихийных бедствий и в геодезическом проектировании.

Ключевая цель агромониторинга – отслеживание изменений и наблюдение за сезонными процессами вегетации, а также фиксирование аномалий и анализ результатов агротехнических мероприятий. При этом специалисты отмечают, что существующие специализированные программные продукты (такие, как ENVI, Erdas Imagine, Qgis или ArcGis), как правило, рассчитаны сугубо на профессионалов в области обработки геопространственных данных.

Авторы нового подхода задались целью организовать информационную среду для комфортного взаимодействия конечного пользователя (специалиста агропромышленной отрасли) с высокотехнологичной (и сложной в использовании) системой дистанционного мониторинга. Результатом их усилий стала программная среда, осуществляющая построение модели объекта, которая могла бы учитывать весь спектр пространственно-временных характеристик – например, точные координаты, разновидности посевов, засушливость и переувлажнение почв, последствия техногенного воздействия. 

Проект ученых Сибирского федерального университета разработан с использованием методов анализа спутниковых изображений и человеко-машинного интерактивного взаимодействия, что легло в основу новой специальной методики информационной поддержки пользователей. Методика позволяет значительно упростить процесс формирования пользователем запроса о текущем состоянии сельскохозяйственного контура. Все начинается с авторизации агропроизводителя и автоматического определения области его работ, а конкретное место локализуется путем выбора контуров.

Программа выдает признаковое описание объекта (вектор его характеристик), локализуя тем самым зону исследования максимально точно. Временные рамки пользователь может указать вручную либо задать автоматическое обновление данных с определенным интервалом. Это позволяет автоматически оценивать изменение состояний объекта в динамике, притом сводя к минимуму сложность и количество шагов по созданию информационного запроса.

Практическое внедрение проекта ученых Сибирского федерального университета позволит сделать ресурсы открытой базы ДЗЗ доступными не только для профессиональных аналитиков, но и для потенциального коммерческого пользователя.

Как рассказал старший преподаватель Кафедры систем искусственного интеллекта Сибирского федерального университета Руслан Брежнев, – "Разработанный нашим коллективом программный комплекс делает результаты космической съемки российскими и зарубежными спутниковыми системами ближе непосредственно конечному потребителю – сельхозпроизводителю. Те картосхемы полей, которые формируются программным комплексом, позволяют потребителю осуществлять дистанционный контроль состояния зерновых культур в период вегетации, паров, озимых и яровых культур, оценивать качество прироста биомассы с учетом фенологических фаз развития культуры и режима агротехнических мероприятий. Конечно, спутниковая съемка во многом зависит от погодных условий, что препятствует мониторингу с необходимой частотой, поэтому мы планируем включить в работу аэросъемку, что позволит нивелировать влияние облачности".