Powiązanie wiedzy ekspertów z zakresu technologii satelitarnych oraz agronomów, a także wsparcie portalu farmer.pl i magazynu "Farmer", zaowocowało powstaniem projektu ASAP Satelitarnego Systemu Wsparcia dla Sektora Rolnego, który w 2015 r. otrzymał dofinansowanie Europejskiej Agencji Kosmicznej.

W ramach 3-letniego projektu przeprowadzono szereg prac badawczych mających na celu powiązanie wiedzy na temat kondycji i zdrowotności upraw oraz ich zmian spowodowanych działaniem czynników zewnętrznych z informacją odczytaną z danych satelitarnych. W ramach projektu zbudowano system automatycznego przetwarzania, interpretacji i analizy danych satelitarnych powiązany ze stałym monitorowaniem warunków meteorologicznych, którego wyniki dostarczane są do odbiorców końcowych w formie aplikacji mobilnej Agro-Assistant.

Niniejszy artykuł prezentuje, jak aplikacja Agro-Assistant przy pomocy danych satelitarnych pomaga odpowiedzieć na wiele pytań, które na co dzień zadaje sobie producent rolny.

JAK CZĘSTO MONITOROWAĆ UPRAWY?

Odpowiedź na to pytanie brzmi: jak najczęściej. Jest to jednak proces praco- i kosztochłonny, a w niektórych uprawach, np. w kukurydzy czy rzepaku, może skutkować zniszczeniem upraw.

Aplikacja oferuje mapy kondycji upraw, które opracowywane są wyłącznie na podstawie danych satelitarnych i nie wymagają fizycznej obecności na polu. Mapy dostarczane są z częstotliwością od 1 do 6 razy w miesiącu. Mapy aktualnej kondycji pola tworzone są z wykorzystaniem promieniowania podczerwonego, które choć niewidoczne dla oka ludzkiego, ma duże znaczenie w ocenie kondycji, zdrowia oraz stopnia odżywienia upraw.

Najmniejsze zmiany odbicia promieniowania podczerwonego przez rośliny, będące skutkiem ich stresu wodnego, uszkodzeń mechanicznych czy też chorób, rejestrowane są przez satelitę Sentinel 2 w postaci obrazu satelitarnego, a następnie przetwarzane są przez algorytmy systemu AgroAssistant i dostarczane klientom bezpośrednio na smartfona w postaci mapy aktualnej kondycji pola.

Ponadto w aplikacji mamy dostęp do danych historycznych obejmujących okres 1 roku, dzięki czemu w każdej chwili można porównać kondycję swoich upraw przed zabiegiem agrotechnicznym oraz bezpośrednio po nim. W ten właśnie sposób mapy aktualnej kondycji pola umożliwią ocenę skuteczności przeprowadzonych zabiegów oraz ułatwią analizę konieczności podjęcia zabiegów naprawczych czy prewencyjnych.

Mapy aktualnej kondycji pola pozwolą również ocenić kondycję na wielu polach (kilku-kilkunastu i więcej) i nie tylko porównać produktywność poszczególnych pól, lecz także ocenić jakość i efektywność pracy swoich pracowników oraz skuteczność stosowanych środków. Proces zarządzania dużym gospodarstwem oraz kontroli jakości pracy nigdy nie był łatwiejszy!

JAK SZACOWAĆ STRATY W PRODUKCJI?

Najlepiej robić to, regularnie monitorując swoje uprawy i obserwując wpływ różnych niekorzystnych czynników na plon lub zgłaszając szkodę do firmy ubezpieczeniowej z nadzieją na korzystną decyzję dotyczącą wypłaty odszkodowania.

Aplikacja proponuje kilka rozwiązań przydatnych w procesie szacowania strat w produkcji rolnej: mapy obszarów problemowych, mapy alertów oraz mapy szkód wywołanych zjawiskiem złego przezimowania, a także raporty o szkodach wykonane na podstawie danych satelitarnych i lotniczych (na zamówienie).

Mapy obszarów problemowych wskazują fragmenty pól, na których uprawy wykazują się niższą kondycją upraw niż obszary sąsiednie. Porównujemy kilka-kilkanaście map kondycji upraw i wyznaczamy obszary, na których obniżona kondycja może świadczyć o zniszczeniach upraw przez zwierzynę łowną, reakcji roślin na stres wodny lub nadmierne opady, jak również może być skutkiem działania czynników chorobotwórczych.

Mapa obszarów problematycznych dostarczana jest w formacie umożliwiającym łatwe nawigowanie w terenie i znalezienie wskazanego obszaru.

Mapy alertów wskazują fragmenty pól, na których nastąpiła niepokojąca zmiana kondycji upraw pomiędzy dwoma ostatnimi rejestracjami satelitarnymi, np. wskutek nawalnego deszczu lub gradu.

Mapa złego przezimowania wykazuje obszary szkód w uprawach wywołane niekorzystnymi warunkami zimowymi, a także podaje dokładną powierzchnię szkody oraz jej procent w stosunku do powierzchni pola. Produkty te uzyskały akredytację firmy ubezpieczeniowej.

Jeszcze dokładniejsze informacje można uzyskać po skorzystaniu z oferty wykonania nalotu lotniczego.

JAK EFEKTYWNIE POBRAĆ PRÓBY GLEBOWE?

Jednym z rozwiązań umożliwiających optymalne wskazanie lokalizacji punktów poboru prób glebowych jest skaning elektromagnetyczny pozwalający na uzyskanie mapy przewodności elektromagnetycznej gleby, a dzięki temu opracowanie mapy składu granulometrycznego gleby. Jest to jednak zabieg dość kosztowny, zaś okres, w którym można go wykonać bez negatywnego wpływu na rośliny, jest dość krótki, przez co zabieg jest mało operacyjny.

W ramach aplikacji można skorzystać z mapy stref zarządzania polem opracowanej na podstawie wzajemnej analizy trzech komponentów, tj. parametru gołej gleby, numerycznego modelu terenu oraz mapy kondycji z poprzednich sezonów, która wyznaczy miejsca poboru prób glebowych. Dzięki takiemu rozwiązaniu próby pobrane zostaną w sposób bardziej obiektywny i optymalny, zaś uzyskane wyniki będą bardziej efektywne i zgodne z faktycznymi parametrami gleby.

Ponadto mapy zasobności gleby opracowane w ramach stref zarządzania polem wraz z mapami aktualnej kondycji upraw staną się doskonałym podkładem do planowania zmiennej dawki nawożenia czy dawkowania środków ochrony roślin, a zarazem oszczędności. Strefy zarządzania polem nałożone na historyczne mapy plonów umożliwiają również analizę produktywności gleby oraz bardziej efektywne planowanie struktury.

Modele i algorytmy zaimplementowane w aplikacji AgroAssistant powstały w ramach projektu ASAP "Advanced Sustainable Agricultural Production" współfinansowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną, którego celem jest opracowanie systemu wiarygodnych zautomatyzowanych algorytmów przetwarzania i analizy danych satelitarnych, jak również serwisu dostarczającego rezultatów systemu do odbiorców końcowych. Liderem projektu jest Instytut Geodezji i Kartografii.

Artykuł ukazał się w sierpniowym numerze miesięcznika "Farmer"