АВОКАДО, персея американская (Persea americana), вечнозеленое дерево семейства лавровых (Lavraceae) из тропической Америки, дающее съедобные плоды, раньше называвшиеся аллигаторовыми грушами. Популярное мексиканского блюдо гуакамоле представляет собой смесь авокадо, томатов, лука и специй.
По материалам статьи в ArcNews, осень 2002 г.
Каждые три-пять лет Комиссия по авокадо Калифорнии (CAC) проводит инвентаризацию плантаций авокадо на территории штата с целью прогнозирования урожая и контроля состояния рынка. В ходе исследований и опроса производителей отслеживается четыре основных показателя. В первую очередь, фиксируется количество здоровых плодоносящих деревьев в рощах. Второй вопрос касается количества вновь посаженных деревьев. Как правило, проходит от трех до пяти лет до начала плодоношения этих деревьев, и от их учета во многом зависит точность прогноза урожая. Следующий показатель – это количество деревьев с обрезанной кроной. Такая операция стимулирует рост побегов от корней старых деревьев, плодоносить они начинают лишь спустя несколько лет. И, наконец, в описи отражаются данные об уже неплодоносящих деревьях.
Инвентаризация охватывает территорию пяти округов Южной Калифорнии. До недавних пор она выполнялась преимущественно вручную и требовала больших трудозатрат. Нужные данные получали путем дешифрирования материалов аэрофотосъемки. Затем они уточнялись в ходе полевых обследований (объездов рощ на автомашине) и по результатам почтовых опросов 6000 плантаторов, занятых выращиванием авокадо. Типичная инвентаризация предполагает использование примерно 200 кадров аэрофотосъемки размером 9х9 дюймов, покрывающих территорию площадью более двух миллионов акров.
Созревающие авокадо в роще в округе Хаас. (Фото Калифорнийской комиссии по авокадо)
Деревья авокадо подвержены заболеванию фитофторой — корневой красной плесенью (Phythophthora cinnamomi), распространенной на загрязненных почвах. Поэтому многие плантаторы устанавливают строгие правила, ограничивающие въезд в рощи авокадо и от одних участков к другим. Это затрудняет выполнение полевых обследований, и аэрофотосъемка является лучшим решением для сбора необходимой информации.
По словам Деборы Джонсон, главного менеджера компании Aerial Information Systems (AIS, Авиаинформационные системы), осуществляющей сбор данных об авокадо с 1980-х годов, фотоснимки используются для определения общей площади плодоносящих рощ, а также количества деревьев авокадо и стадий их роста. Каждый кадр аэрофотосъемки увеличивается до масштаба 1:12 000, на него накладывается калька и вручную составляются карты, на которых показаны границы каждой рощи. При составлении карт используются данные о границах участков, имеющиеся в распоряжении экспертов. Состояние деревьев авокадо уточняется на основе материалов объездов вдоль границ плантаций. Хотя эта методика обеспечивает 90-процентную точность получаемой информации, при проведении каждой новой инвентаризации необходимо повторять чрезвычайно трудоемкую работу по составлению бумажных карт, так как состояние деревьев в рощах авокадо постоянно меняется, и полученные ранее данные уже не соответствуют реальному положению дел.
В ArcEdit цифруются границы выделов с одинаковым типом деревьев авокадо, которые хранятся как покрытие ArcInfo
В процессе поиска новой методики, которая позволила бы, с одной стороны, опереться на уже собранные данные, а с другой — исключить процесс повторного составления карт, компания AIS решила обратиться к ГИС-технологии. Ее сотрудники имели более чем 20-летний опыт работы с программой ArcInfo и полагали, что внедрение более эффективных методов, основанных на совместном использовании материалов аэрофотосъемки и ArcInfo, позволит снизить затраты за счет простого обновления имеющихся данных вместо полного пересоставления всех карт в ходе каждой новой инвентаризации. Такой подход также давал бы возможность сопоставлять новые данные с полученными ранее.
Полному переходу к использованию ГИС препятствовала более высокая стоимость приобретения данных высокоточной цифровой съемки. Эта проблема была решена за счет пакета для обработки изображений DIME, разработанного компанией Positive Systems, бизнес-партнером ESRI. Совместное использовании DIME и ArcInfo позволяет получать относительно недорогие изображения, привязанные к пространственным координатам. Эти изображения накладываются на ортофотопланы Геологической службы США. Затем создается мозаика (непрерывное изображение изучаемой территории), по которой ведется оцифровка границ плантаций и однородных участков в рощах. Полученные данные напрямую сохраняются как покрытие ArcInfo. Атрибутивная информация, такая как тип деревьев по каждой роще (“с обрезанной кроной”, “новые” и т.д.) и занятая ими площадь, заносится в электронные таблицы и передается вместе с соответствующими картами и результатами аналитической обработки данных в комиссию CAC, где выполняется анализ рынка.
Изображение страницы карты, составленной экспертом, накладывается на отсканированный и привязанный к конкретным координатам аэрофотоснимок
Программисты компании AIS адаптировали пользовательский интерфейс ArcInfo под задачи специалистов, занимающихся дешифрированием снимков, облегчив выделение в рощах авокадо однотипных участков и добавление атрибутов для новых полигонов. После дешифрирования всей мозаики, в ArcInfo выполняются операции построения и проверки топологии, а также автоматической проверки качества атрибутов. После внесения необходимых исправлений выполняется совмещение отдельных листов карты в единое покрытие. Инструменты вычисления статистики ArcInfo используются для разбиения данных по округам, почтовым индексам и конкретным участкам. По результатам проведенных в ArcInfo построений и расчетов формируется окончательный отчет.
Поскольку новая методика обеспечивает точную координатную привязку данных аэрофотосъемки к исследуемой в ходе инвентаризации территории, их стало намного проще редактировать и обновлять. Цифровые данные о границах земельных участков теперь можно сохранять в виде архивов и вновь использовать при обработке новых изображений, получаемых при проведении очередной инвентаризации. Это позволяет исключить необходимость повторного составления карт вручную, ускорить весь процесс обработки и представления собранных материалов и, что не менее важно, проводить мониторинг выращивания и сбора урожая авокадо на современном уровне, совершенствовать планирование и методики прогноза производства этой культуры. Новые возможности также могут широко использоваться комиссией CAC при проведении маркетинговых мероприятий, при взаимодействии с партнерами, клиентами и общественностью.
По мнению участников проекта, методика совместного использования программных продуктов DIME и ArcInfo может успешно использоваться для анализа урожайности многих других сельскохозяйственных культур по данным аэрофотосъемки, стать составной частью многофункциональных приложений для сельского хозяйства.
Отсканированный аэрофотоснимок привязывается к координатам ортофотопланов Геологической службы США. Для обработки изображения используется программный продукт DIME и инструментарий ArcInfo
За дополнительной информацией о компании AIS обращайтесь к Деборе Джонсон (Deborah Johnson) (e-mail: djohnson@aisgis.com). Дополнительную информацию о программном продукте DIME можно получить в компании Positive Systems (e-mail: positive@possys.com).
