Журнал «Агротехника и технологии»
Технология отображения на электронных картах объектов, координаты которых определяются с помощью спутниковой навигации, появилась вместе с американской системой GPS (Global Positioning System — Система Глобального Позиционирования) порядка 30 лет назад. Однако применять электронные карты полей российские аграрии начали относительно недавно — около 8 лет назад. По данным экспертов, ими пользуются всего 5% хозяйств.
GPS первоначально разрабатывалась как военная система, но в последствии стала применяться и в гражданских целях по всему миру. «Переход на технологию точного земледелия стал возможен с отменой загрубления сигнала системой GPS в мае 2000 года», — вспоминает Сергей Слинчук, старший научный сотрудник
Агрофизического Научно-Иссле-довательского Института (Санкт-Петербург).
ГЛОНАСС против GPS
В России также существует своя спутниковая навигационная система — ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система), которая появилась немного позже американской. «ГЛОНАСС — это целое направление деятельности государства. В настоящее время идет ее активное развитие, в частности, внедрение в сельское хозяйство», — рассказывает Игорь Кузнецов, директор службы развития продуктов и услуг компании «Навигационно-информационные системы» (Москва).
По его словам, недавно постановлением Правительства РФ обязанности по развитию услуг на базе ГЛОНАСС и функции федерального сетевого оператора в навигационной сфере были возложены на его компанию. Она, в частности, будет заниматься созданием современных информационных навигационных систем, в том числе и для сельскохозяйственной отрасли. «Проще говоря, у сельхозпредприятий появится возможность использовать сигналы системы ГЛОНАСС для повышения эффективности своей деятельности. Они смогут применять высококачественные электронные карты сельхозугодий, контролировать перемещение техники, расход ГСМ и удобрений, детально отслеживать выполнение посевных и уборочных работ в режиме реального времени на картах местности, проводить геодезические работы с высокой точностью и использовать много других полезных функций, основанных на навигации», — поясняет Кузнецов.
Тем не менее, многие специалисты отмечают, что на данный момент отечественная система не может составить конкуренцию американской. «Первые попытки использования ГЛОНАСС показали, что по точности она уступает GPS. Видимо, нужно подождать, когда ее доработают, а пока использовать GPS», — рассуждает Владимир Пчелкин, заместитель генерального директора компании «Продимекс-Холдинг» (Москва, растениеводство).
С ним согласен Дмитрий Семенов, технический директор компании «Геоком» (Липецк, системы точного земледелия). «На данный момент ГЛОНАСС находится на этапе тестирования, тогда как на базе GPS за время ее существования работает большинство высокоточных приемников, которые позволяют применять такие значимые для сельского хозяйства технологии, как картирование урожайности, агрохимическое исследование почв, параллельное вождение техники вдоль рядов, составление электронных карт полей», — поясняет специалист. «ГЛОНАСС пока не дает хороших результатов, — не отрицает Станислав Шишов, заместитель директора инженерного центра «Геомир» (Мытищи). — Но и с помощью GPS нельзя получить высокой точности. Координаты по этой системе измеряются с помощью специальных сервисов. Они вносят поправки, позволяющие получить точность порядка 20 см». «Почти все современные радио-приемники можно настроить на прием сигнала со спутниковой системы ГЛОНАСС. Все зависит от программного обеспечения и целесообразности», — объясняет Юрий Жаткин, начальник IT-отдела компании «Геоком».
Электронные карты
Применение сельскохозяйственными предприятиями электронных карт вызвано в первую очередь желанием более эффективно управлять хозяйством и рациональнее использовать свои ресурсы. Даже в кризис у фирм, специализирующихся на их создании, количество клиентов не уменьшается.
Например, Шамиль Хайруллин, директор службы сервиса компании «Евротехника GPS» (Самара, технологии точного земледелия), обращает внимание на то, что в последний год количество аграриев, которые решили перейти на электронные карты, увеличилось. «Выгоды, которые можно получить, достаточно большие, а сейчас многие ищут пути повышения эффективности производства», — объясняет специалист. В «Геокоме» также отмечают, что в прошлом году хозяйств, желающих использовать эту технологию, меньше не стало.
Часто сами аграрии не знают реальной площади обрабатываемых ими территорий. Данные, указанные в кадастровой ведомости, составленной несколько лет назад, могут быть устаревшими. Ведь за время, прошедшее с ее создания, многое могло измениться. «Например, произошла эрозия полей или механизатор по-другому распахал участок. В результате реальная площадь будет очень сильно отличаться от заявленной в ведомости. Разница может достигать даже 20-30%. А ведь из-за этого расходуется больше горючего, удобрений», — рассказывает Хайруллин.
Применение GPS позволяет точно определить количество гектаров на поле. Также с помощью этой системы, исходя из анализа почвы, можно регулировать количество необходимых для внесения удобрений. Все это рассчитывается с помощью специального программного обеспечения.
В агрохолдинге «Зерос» (Липецкая область) эта технология используется уже 6 лет. Электронные карты начали применять для того, чтобы лучше вести учет в хозяйстве, ведь с их помощью можно отслеживать как агрономические, так и экономические обороты. «Все данные с каждого поля (всего их 64 на 40 тыс. га) у нас заложены в компьютер, учет идет вплоть до литра бензина и килограмма удобрения, — делится опытом Николай Бобин, председатель совета директоров агрохолдинга. — Территорию обмеряли не сами, карты предоставлены районной администрацией».
Однако не все сельхозпроизводители спешат переходить на электронные карты. По словам Хайруллина, причина вряд ли кроется в сумме, которую необходимо заплатить за создание карты: ее перевод в электронный вид в среднем стоит всего 15 руб./га. Но закупка оборудования (GPS-навигатор, полевой компьютер) для объезда полей и программного обеспечения для работы с полученными данными не для всех оказывается возможной. «Для измерений полей у нас в хозяйстве использовался GPS-навигатор EZ-Guide 500 и полевой компьютер SMS Mobile, который был поставлен с соответствующим программным обеспечением SMS Advanced. Обходится это недешево: один только компьютер стоит порядка $4,5 тыс.», — приводит пример Людмила Купряева, экономист компании «Самара-Solana» (Самара, растениеводство). «Для того, чтобы сделать карту, понадобится немало оборудования. Прежде всего необходим специальный навигационный GPS-приемник (лучше всего подойдет Outback S2, который может выдавать координаты с дифпоправкой и точностью до 15 см). Затраты на него составят примерно €4,6 тыс. Далее — полевой ноутбук стоимостью €1-3,5 тыс.; программное обеспечение типа ГЕО-учетчик — 31 тыс. руб.; подписка на дифференциальную поправку для повышения точности на три месяца (с 50 до 15 см) — $580; провода и блок питания от бортовой сети — €100», — подсчитывает Пчелкин. Конечно, есть гораздо более дешевые варианты, не отрицает он, но тогда точность измерений будет составлять 3-10 м.
По данным Слинчука из Агрофизического НИИ, электронные карты в России применяют всего около 5% хозяйств. Помимо немалой стоимости, эксперт указывает на еще одну специфическую причину отказа от внедрения этой технологии: «При использовании электронных карт ведется полный учет хозяйства. А некоторые руководители не хотят обнародовать свою прибыль».
Те аграрии, которые пока не могут себе позволить создать электронную карту своей территории, но хотят более эффективно вести управление предприятием, внедряют в эксплуатацию менее затратные технологии. Например, в агрохолдинге «Артемида» (республика Башкортостан) используют приборы, с помощью которых можно после объезда поля по периметру узнать его площадь. «Мы приобрели навигаторы производства компаний Trimble и Outback, стоящие порядка 100 тыс. руб., для которых не нужно программного обеспечения. Площадь поля показывает сам прибор», — рассказывает агроном Андрей Катеренчук. По его словам, раньше хозяйство брало навигаторы в аренду. Но при измерении площади погрешность оборудования могла доходить до 50 га. «Из-за того, что высчитывалась большая площадь, мы переплачивали за удобрения и горючее, — вспоминает специалист. — А теперь обмеряем все сами своим оборудованием, у которого точность гораздо выше».
Способы создания карт
Создание электронной карты территории хозяйства осуществляется двумя способами: путем наземного картирования и картированием на основе космического снимка.
Наземный способ дешевле. Он также более прост: любой человек может объехать хозяйство по периметру и получить примерно ту же самую точность, что и при «космическом» способе, но при гораздо меньших затратах. «Дело в том, что снимок из космоса нужно, во-первых, купить, а во-вторых, обработать. Его стоимость зависит от разрешения и возраста. К тому же для создания карты только по снимку требуются более профессиональные навыки», — поясняет Хайруллин.
По данным «Геомира», космиче-ские снимки высокого разрешения (0,6-1 м) стоят порядка $15/кв. км, если «фото» данной территории уже когда-то было сделано. Если же снимков нужной территории ранее не производилось, нужно заказывать съемку. Это обойдется уже примерно в $30/кв.км. Более того, снимок еще должен быть рассекречен первым отделом, а это стоит €1-3 тыс. в зависимости от площади интересующей области, добавляет Пчелкин из «Продимекса».
Специалист считает, что наземное картирование лучше, поскольку агроном точно знает границы, а векторизатор по космическим снимкам только приблизительно сверяется со схемой полей. Да и граница на снимках (если, например, есть заболоченные участки) не всегда хорошо просматривается.
Однако, как замечает Шишов из «Геомира», в некоторых случаях, когда у хозяйства сложная территориальная структура или тяжело выполнить измерения с земной поверхности (плохая проходимость), может оказаться более выгодным создать карту на основе космического снимка.
Самый удобный вариант — комбинированный. В этом случае данные, полученные при объезде полей, накладываются на какое-либо изображение территории. Это может быть и спутниковый снимок, и отсканированная бумажная карта. «Самый простой способ — наложение на снимок из гугла. Его можно использовать бесплатно, и он достаточно удобен: аграрию сразу видно и понятно, где что находится», — утверждает Хайруллин.
Однако в дождливый сезон из-за размытых дорог объезжать поля будет проблематично. Что же касается оборудования, то непогода на его работе не сказывается. «Возможно, у старых приемников, выпущенных 3-4 года назад, еще могут возникнуть проблемы с приемом сигнала из-за метеорологических условий, но современные практически не чувствуют изменения погоды», — доволен Хайруллин.
Слоеные карты
Одно из достоинств электронных карт заключается в том, что на них дополнительными слоями можно нанести практически любую информацию. Главное, чтобы эта информация была подготовлена к нанесению, то есть оцифрована.
Количество слоев зависит от того, как будет применяться карта. В зависимости от целей наносится рельеф местности (дополнительно вводится информация о высотах), водоемы, леса или структура почв. Кузнецов из «НИС» объясняет, что источником для создания каждого слоя могут служить как данные дистанционного зондирования земли (спутниковая фотосъемка, аэрофотосъемка, в том числе, например, в инфракрасном диапазоне для определения типов растительности и пр.), так и сведения от объезда местности специальными бригадами, а в некоторых случаях и бумажные носители, которые переводятся в электронный формат с помощью специальных технологий оцифровки.
Купряева из «Самара-Solana» рассказывает, что в их хозяйстве дополнительным слоем на карту нанесены данные об истории полей. «Для ведения истории полей на комбайны устанавливаются специальные компьютеры Insight (система картирования урожайности). С их помощью составляется карта урожайности. Но так как мы используем эту систему только первый год, то пока у нас есть история всего лишь нескольких полей», — говорит специалист.
Редактирование карты зависит от того, насколько динамично изменяется внесенная на нее информация, и может осуществляться непосредственно пользователем, а не фирмой. Для этого предприятию, использующему карты, необходимо закупить соответствующее программное обеспечение.
Создание электронной карты
Людмила Купряева,
экономист компании «Самара-Solana»:
Обмер полей нашего хозяйства (более 3 тыс. га) можно было произвести и за день, но поскольку урожай еще не был убран, мы выезжали в поля три раза, по мере их освобождения. В качестве транспорта использовали «Ниву» и «Газель». На машины устанавливали навигатор (антенну крепили на крышу) и полевой компьютер. После этого данные отправились на обработку, которую мы осуществили сами. Карта была получена нами спустя два месяца с начала первого объезда.
