Гис-технологии в агропромышленном комплексе

Бобер Н.П., республиканское унитарное предприятие «Проектный институт Белгипрозем», г. Минск, Беларусь, e-mail: minsk@belgiprozem.by, web: belgiprozem.by

GIS technologies for the agricultural sector in Belarus Republic

Динамичное развитие аграрного производства требует внедрения современных технологий сбора и обработки информации, необходимой для решения производственных и управленческих задач. Многие из этих задач можно решать с помощью предоставляемых технологией географических информационных систем (ГИС) инструментальных средств и подходов к получению, обработке, анализу и отображению данных.

Республиканское унитарное предприятие «Проектный институт Белгипрозем», входящее в систему Государственного комитета по имуществу, является ведущей организацией в области землеустройства в Республике Беларусь. В его состав входят и пять дочерних предприятий, расположенных в областных центрах. При выполнении широкого спектра работ, связанных с изучением и мониторингом состояния земель, их перераспределением и организацией рационального использования в рамках землеустроительных работ, в целях ведения государственного земельного кадастра, при оценке недвижимого имущества, предприятие применяет новейшие методы и технологии, что позволяет успешно использовать свой многолетний опыт и расширять спектр предоставляемых услуг.

В настоящее время на базе УП «Проектный институт Белгипрозем» с использованием ГИС-технологий разработан программный комплекс ГИСагро, включающий цифровые планы и карты, базы данных по земельным ресурсам (характеристика угодий, полей, рабочих участков, почв, агрохимических показателей и др.) и программные средства для их обработки. Он позволяет создавать для сельскохозяйственной организации автоматизированное рабочее место специалиста и далее интегрироваться в единую автоматизированную систему управления производством предприятия.

Цель создания и внедрения ГИСагро – повысить уровень эффективности сельскохозяйственного производства, обеспечив оперативную поддержку принятия управленческих решений для оптимизации структуры производства, совершенствования технологий, контроля за использованием материально-технических средств и ресурсов, соблюдения экологических требований и организации рационального использования земель.

Можно выделить следующие основные функции системы:

• ведение информационной базы нормативно-справочной документации;
• учет сельскохозяйственных угодий с привязкой данных к карте;
• ведение агрохимического мониторинга сельскохозяйственных угодий;
• организация рационального использования земель, оптимизация структуры и размещения посевов;
• обработка навигационных данных и контроль перемещений техники;
• планирование и учет фактических работ;
• обмен информацией с внешними системами.

ГИСагро позволяет решать следующие задачи:

• создать автоматизированное рабочее место специалиста сельскохозяйственной организации;
• развивать системы сберегающего и точного земледелия;
• осуществлять поддержку оперативного принятия управленческих решений за счет мобильности в применении и актуальности предлагаемой информации;
• создавать и расширять информационные базы данных сельскохозяйственных организаций по назначению и содержанию, с привязкой информации к конкретным земельным и рабочим участкам, полям, объектам недвижимости и отдельным территориям, наполнять их информацией, характеризующей хозяйственные постройки, животноводческое направление, материально-техническую обеспеченность и средства механизации, наличие и распределение удобрений и средств химзащиты;
• обеспечить надежное хранение и поддержание в актуальном состоянии информационных баз данных;
• предоставлять необходимую информацию специалистам смежных отраслей (почвоведам, агрохимикам, зоотехникам и другим);
• работать с информацией посредством персональных компьютеров, ноутбуков, навигаторов, мобильных телефонов и т.д.;
• использовать интернет-технологии (WEB-портал, геопортал, геосервер) для обмена, передачи и контроля данных.

Для функционирования ГИСагро предлагается использовать базовые цифровые карты (земельно-информационные системы), представленные в следующих видах: цифровые карты для республиканского и областного уровней и более крупные карты для районного и местного уровней. Цифровые карты должны включать определенный состав слоев, включая земельное покрытие, мелиорацию, изолинии рельефа, отметки высот, гидрографическую и дорожную сеть, населенные пункты, растительность, административно-территориальное деление и др. На основании существующих в настоящее время возможностей для решения задач можно использовать ДДЗ для республиканского, областного и местного уровней. Эти данные применимы как для решения общих задач тематического и объектного дешифрирования, так и для оперативных – отслеживания динамики роста сельскохозяйственных культур, распространения снежного покрова и отслеживания сельскохозяйственных паров. В различных статистических приложениях могут использоваться архивные ДДЗ для решения задач статистического анализа и прогнозирования.

В ГИСагро включаются и тематические карты, такие как цифровые карты с земельным покрытием, содержанием минеральных веществ в почве, типов и характеристик почв, карты рельефа местности, погодных, климатических и гидрологических условий и др. Такая информация особенно важна для определения урожайности с учетом механической и химической обработки почв, пространственного распределения заболеваний культур, динамики распространения вредителей и является необходимым дополнением к информации, полученной методами дистанционного зондирования.

Состав предлагаемых для сельскохозяйственной организации разработок включает:

• планово-картографическую основу: аэро- и космоснимки, фотопланы, цифровую карту земель, тематические цифровые карты (почвенную, рабочих участков, рельефа и ЗD-модели местности, мелиоративного состояния, предшественников, кадастровой оценки сельскохозяйственных земель, пригодности использования земель под возделывание сельскохозяйственных культур, ограничений в использовании сельскохозяйственных земель, обзорных и др.);
• тематические базы данных по животноводству, растениеводству, машинно-тракторному парку, материально-техническому обеспечению, трудовым и земельным ресурсам и др.;
• предложения и шаблоны по организации использования земель: проект внутрихозяйственного землеустройства, включающего информационную электронную базу данных по рабочим участкам с кадастровой оценкой земель и их агротехнологическими и агрохимическими характеристиками; электронную книгу истории полей; решение по оптимальному размещению посевов и агроэкономическому обоснованию использования сельскохозяйственных земель;
• авторский надзор за реализацией проектных решений – обновление материалов и сопровождение выполненных работ, актуализация баз данных и др.

Информация ГИСагро может использоваться на разных административных и организационных уровнях: министерства и ведомства Республики Беларусь, областные управления, районные управления, сельскохозяйственные организации. Содержание и общая структура комплекса представлена на рисунках.

Для перехода на использование ГИСагро в агропромышленном секторе необходима разработка соответствующей государственной программы, в рамках которой необходимо:

• уточнить ее базовую структуру и содержание;
• уточнить ее функции и задачи;
• определить необходимое программное обеспечение и состав оборудования;
• определить технологии передачи данных;
• разработать системы хранения, актуализации и контроля баз данных;
• разработать порядок ее внедрения на территории республики;
• внести предложения по включению в учебные программы ведущих аграрных вузов курсов изучения ГИСагро;
• определить ответственных за ее внедрение и источники финансирования.

Внедрение системного комплекса предполагается осуществлять в два этапа. Первый этап охватывает территории административных районов на уровне сельскохозяйственных организаций и районных управлений по сельскому хозяйству. Одновременно ведется доработка структуры и содержания информационных баз данных, отработка технологии передачи, хранения и контроля данных. Второй этап охватывает уровень областных управлений по сельскому хозяйству и министерств с объединением всех пользователей в систему «Геопортал».

В результате реализации госпрограммы будет создана единая система информационного обеспечения АПК на основе единой архитектуры и единого информационного пространства, обеспечивающая реализацию необходимых государственных услуг на основе информационных технологий для республиканских, областных и районных органов власти, а также для сельскохозяйственных организаций и сельского населения. Для организации взаимодействия между органами АПК всех уровней в системе могут использоваться цифровые каналы связи, которые являются основой транспортной сети.

Рис. 1. Общая архитектура ГИСагро. ДДЗЗ – данные дистанционного зондирования Земли; МСХиП – Министерство сельского хозяйства и продовольствия; ГКИ – государственный комитет по имуществу; ОИК – областной исполнительный комитет; РИК – районный исполнительный комитет; СХО – сельскохозяйственная организация; БГЗ – УП «Проектный институт Белгипрозем»; БД – База данных.

ГИСагро позволит оперативно проводить работы с цифровым картографическим материалом по землям сельхозназначения, представленным растровыми и векторными картами, планами и схемами, данными дистанционного зондирования (ДДЗ), цифровыми изображениями, моделями местности, полями распределения пространственных показателей. В создаваемом едином информационном хранилище ГИС-информации будут использованы данные, полученные в результате комплексного разномасштабного картирования плодородия почв земель сельскохозяйственного назначения и агроландшафтов территорий республики. Помимо этого, в ГИСагро можно осуществлять мониторинг состояния сельскохозяйственных угодий, мониторинг уборки урожая с использованием данных дистанционного зондирования и сведений о динамике роста сельскохозяйственных культур, прогноза урожайности; отображать финансово-экономические показатели (оценка состояния и стоимости сельскохозяйственных земель, оценка урожаев и прогнозирование импорта/экспорта зерна и др.); определять страховые случаи (определение риска и оценка страховых взносов); проводить анализ последствий чрезвычайных ситуаций.

Отметим наиболее существенные преимущества использования геоинформационных технологий в решении обозначенных выше задач и проблем:

• объем и качество услуг достаточны для кардинального улучшения информационного обеспечения и обслуживания сельскохозяйственных организаций, что закладывает возможность дальнейшего развития системы для интеграции в архитектуру информационной системы государственного уровня;
• обеспечение доступа к отечественным и мировым информационным ресурсам, что содействует росту социального капитала работников сельского хозяйства и, тем самым, увеличению привлекательности сектора, способствуя закреплению кадров;
• снижение рисков от некачественных проектных решений в области землеустройства, рост оперативности реагирования на опасные экологические ситуации;
• стабилизация финансового состояния сельхозпроизводителей, снижение риска убыточных результатов их хозяйственной деятельности.

Рис. 2. Принципиальная схема коммуникационного взаимодействия в ГИСагро (расшифровка аббревиатур приведена на рис. 1).

Таким образом, внедрение комплекса ГИСагро позволит сделать важный шаг в расширении информационной поддержки эффективного сельскохозяйственного производства, будет способствовать достижению передового уровня управления этим базовым сектором экономики.