Современные подходы к созданию земельно-информационных систем

Создание эффективно действующей системы мониторинга земель требует использования современных средств и технологий получения данных и их обработки. Поэтому в мировой практике все шире используются современные земельно-информационные системы, в первую очередь:

- космические и авиационные системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), позволяющие в режиме реального времени держать под контролем громадные территории и получать достоверную информацию с очень высоким уровнем детализации данных. В системе мониторинга земель данные дистанционного зондирования с самолетов и космических аппаратов являются эффективным инструментом как для быстрого обновления картографических материалов и создания актуальной пространственной основы для привязки материалов мониторинга, так и для непосредственной оценки состояния земель и их использования;

- глобальные навигационные спутниковые системы ГЛОНАСС/GРS, позволяющие точно определить местоположение любого объекта или явления на земной поверхности;

- географические информационные системы с мощнейшим информационно-аналитическим аппаратом, позволяющим объединять пространственные географические данные, аэро- и космические изображения, а также тематические данные по множеству сельскохозяйственных параметров, представленных в картографической и табличной формах. Накладывая на такую информацию другие данные, такие, например, как качество почвы, условия орошения, метеорологическая информация, фитосанитарные наблюдения, данные полевых обследований и т.д., получается производный картографический материал аналитического свойства;

- системы управления компьютерными базами данных, обеспечивающие сбор, интеграцию, комплексную обработку, хранение и предоставление пользователям информации, с использованием Internet.

Применение указанных технологий – наиболее эффективный способ организации мониторинга земель, в том числе, контроль состояния естественного растительного покрова, посевов сельскохозяйственных культур, пастбищ, почв, прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур, выявление неблагоприятных природно-техногенных процессов (эрозия почв, опустынивание, подтопление, заболачивание, всевозможного вида загрязнения и т.д.).

В Европейском Союзе работам по созданию земельно-информационных систем и систем мониторинга земельных ресурсов придается огромное значение (Сазонов, 2007). Земельно-информационные системы в настоящее время активно развиваются и в США. Так, Департамент сельского хозяйства при правительстве США (USDA) и компания ESRI, мировой лидер в разработке и поставке программного обеспечения ГИС, приступили к выполнению широкомасштабной программы поэтапного внедрения земельно-информационной системы на основе применения современных ГИС-технологий и способов получения информации о состоянии земель и почвенного покрова. При этом используются данные ДЗЗ из космоса, в сочетании с наземными обследованиями и специальными информационно-аналитическими программными комплексами моделирования и прогноза.

Одним из новых и перспективных направлений применения земельно-информационных систем в сельском хозяйстве за рубежом является прецизионное земледелие. Речь идет о том, чтобы, используя самые разнородные данные (результаты отбора проб почв с географической их привязкой, обработка данных дистанционного зондирования, цифровые тематические карты) на основе интеграции их в ГИС, оптимизировать принятие решений о локальном внесении удобрений и ядохимикатов в почву для повышения продуктивности сельскохозяйственного производства. В настоящее время существуют системы, обеспечивающие отображение в реальном режиме времени на дисплее перемещение трактора или комбайна по полю и информирование фермера о необходимости увеличения или уменьшения расхода удобрений на том или оном участке поля. Цифровая картографическая информация, формируемая в ГИС, позволяет в оперативном режиме составлять карты состояния посевов на текущий момент, служащие основой для принятия решений.

По требованию USDA, при разработке комплексной ГИС в составе земельно-информационной системы, ESRI предусматривает наличие в ней тематических слоев, позволяющих интегрировать такие цифровые карты, как карты содержания минеральных веществ в почве, типов и разновидностей почв, карты уклонов (с цифровой моделью рельефа) и экспозиций склонов, погодных, климатических и гидрологических условий. Крайне важной информацией являются цифровые карты за ряд последовательных периодов, отражающих такие факторы, как урожайность, вид механической и химической обработки почв, пространственное распространение заболеваний культур, и динамика распространения вредителей. При наличии такой информации открываются неограниченные возможности анализа, прогноза и оптимизации деятельности сельскохозяйственных предприятий.