Вирішення зазначеної проблеми забезпечується проведенням науково-дослідних та дослідно-конструкторських робіт УкрДНДПТІ "Агроресурси" щодо створення та поетапного введення в експлуатацію галузевої інформаційної системи комплексної обробки аерокосмічної та наземної інформації (ГІСКОАНІ).
3.6.4 Функціональне призначення галузевої системи комплексної обробки аерокосмічної та наземної інформації (ГІСКОАНІ)
Передбачається, що функціональним призначенням такої системи має стати систематичне дистанційне спостереження за станом сільськогосподарських культур, рослинності, угідь та ґрунтів у процесі господарської діяльності з метою поступової оцінки (контролю), прогнозу та видачі рекомендацій щодо управління і забезпечення користувачів на всіх ієрархічних рівнях управління оперативною, середньостроковою та довгостроковою інформацією.
Об'єктом досліджень такої системи має бути система агроландшафтів та їх складових і характеристик (табл.2.1).
Таблиця 2.1
Об’єкти досліджень ГІСКОАНІ
| Об’єкти досліджень, їх складові та характеристики | Регіональний рівень | Локальний та детальний рівень |
| 1 | 2 | 3 |
| Посіви сільськогосподарських культур: | ||
| види культурної рослинності; | + | + |
| ступінь розвитку рослин; | - | + |
| загальний стан посівів. | ||
| Стан посівів диференційовано: | ||
| а) фітомаса - біометричні показники; | + | + |
| Б) зрідженість; | - | + |
| в) засміченість; | - | + |
| г) патологічні зміни; | + | + |
| д) ураження шкідниками. вплив на посіви погодних умов, стихійних лих, аварій (оперативна оцінка); | + | + |
| Стан природної рослинності. | + | + |
| Ґрунтовий покрив: | ||
| ґрунтові відміни; | + | + |
| фізико-хімічні характеристики; | + | + |
| лінійна ерозія; | + | + |
| вітрова ерозія; | + | + |
| поверхневий змив; | + | + |
| зони підтоплення, перезволоження та вторинного засолення і т.д. | + | + |
| Земельно-кадастрові дані: | ||
| а) структура сільськогосподарських угідь | + | + |
| б) характеристика використання земель | + | + |
| в) площинні характеристики об'єктів | + | + |
3.6.5 Основні завдання системи дистанційного агромоніторингу
Основні завдання системи дистанційного агромоніторингу можна поділити на дві групи.
Перша:
контроль та оцінка стану сільськогосподарських культур по фазах вегетації рослин;
визначення осередків заселення посівів шкідниками, ураженість хворобами, забур'яненість;
прогнозування врожайності, визначення строків достигання сільськогосподарських культур;
контроль за ходом сільськогосподарських робіт.
Друга :
картографування та інвентаризація сільськогосподарських угідь і ґрунтів;
моніторинг земель, що перебувають у кризовому стані (визначення земель, що є у кризовому стані);
вітрова і водна ерозії;
визначення стану використання меліорованих земель;
фіксація забруднень та негативних явищ, що виникають при застосуванні нераціональних гідротехнічних і хімічних меліорацій та ін.
3.6.6 Призначення отриманої інформації
Поступове розширення можливостей дистанційного зондування визначення різноманітних характеристик об'єктів агроландшафту (табл. 2.1) сприятиме одержанню необхідної інформації, яку можна буде використовувати за такими призначеннями:
розробка планів і заходів щодо оперативного та довгострокового догляду за посівами сільськогосподарських культур;
прогнозування продуктивності посівів та встановлення валових зборів сільськогосподарських культур;
встановлення рівня потреб у хімічних засобах захисту рослин, добривах по регіонах держави;
планування стратегії ринку сільськогосподарської продукції та її ціноутворення;
встановлення економічних збитків від стихійних метеорологічних явищ і техногенних факторів;
корекція планів землекористування;
бонітування земель;
моніторинг земель;
коригування карт ґрунтів;
розробка державних планів та заходів щодо охорони земель;
планування заходів з хімічної, лісової та водної меліорації;
встановлення ступеня негативного впливу техногенних процесів на навколишнє середовище в зонах великих міст та промислових підприємств.
3.6.7 Вимоги до функціонування системи моніторингу
Завдання системи дистанційного агромоніторингу щодо одержання інформації, специфіка продукційних процесів у сільськогосподарській галузі визначають вимоги до функціонування системи моніторингу.
До цих вимог відносять:
оперативне одержання об'єктивної інформації про стан сільськогосподарських об'єктів для прийняття рішень на державному та регіональному рівнях;
оперативне одержання як комплексної дистанційної інформації про сільськогосподарські об'єкти, так і окремих їх характеристик;
необхідна періодичність, повнота та якість одержуваної інформації;
гнучкість застосування різноманітних космічних та авіаційних носіїв і різноманітних дистанційних методів.
3.6.8 Спільні риси розроблених систем дистанційного агромоніторингу
Аналіз експериментів з обстеження сільськогосподарських об'єктів, проведених у США в 70—80 рр. (LАКІЕ, СІТАRS), Франції (АСТІON IV) показав, що спільним для всіх розроблених систем дистанційного моніторингу є:
застосування вибіркового методу збору даних по мережі полігонів, еталонних ділянок, сегментів для здійснення ідентифікації і моніторингу стану посівів основних сільськогосподарських культур;
урахування впливу фізико-географічних (ґрунти, агрокліматичні умови) та господарських умов (агротехніка, сівозміна, розмір полів, структура посівних площ, богарні та зрошувані землі) при визначенні мережі полігонів і зон їх обслуговування, що дає змогу з високою достовірністю екстраполювати сигнатури на всю зону обслуговування;
застосування мультитемпоральних даних дистанційного зондування для ідентифікації сільськогосподарських культур та їх стану;
забезпечення процесу автоматизованого дешифрування опорною наземною тематичною інформацією (тренувальні дані);
автоматизована обробка дистанційних даних.
3.6.9 Структура системи дистанційного агромоніторингу
За функціональним призначенням у системі виділяють дві підсистеми — підсистему збору даних і підсистему тематичної обробки.
Підсистема збору даних.Підсистема збору даних забезпечує проведення дистанційних зйомок та наземних спостережень на полігонах і отримання апріорної інформації (дані про фізичні властивості досліджуваних об'єктів, їх стану на момент зйомок та ін.).
Підсистема тематичної обробки.В підсистемі тематичної обробки дані зйомок та апріорна інформація обробляються засобами автоматизованого дешифрування і через підсистему виводу передаються користувачу.
Умови функціонування системи аерокосмічного інформаційного забезпечення.Таким чином, система аерокосмічного інформаційного забезпечення, передусім, має бути максимально централізованою стосовно системи збору даних. Це стосується, насамперед, технічних засобів дистанційного зондування та схеми розміщення полігонів. Датчики повинні забезпечувати проведення багатоспектральних зйомок у широкому діапазоні випромінювання з високою геометричною й енергетичною роздільною здатністю, а полігони (АКП) і тестові ділянки (ТД) мають бути репрезентативними для вивчення комплексу об'єктів чи явищ. Це відкриває можливості для інформаційного забезпечення ширшого кола користувачів без значного підвищення витрат.
3.6.10 Схема розташування і функціонуванняАКП і ТД
У зв'язку з неоднорідністю в просторі природних умов і ресурсів і пов'язаним із ними характером господарської діяльності, необхідною умовою функціонування системи є розробка раціональної схеми АКП і ТД, яка забезпечить оперативність, повноту і репрезентативність отримуваної інформації та незначні витрати на проведення дистанційних зйомок.
Раціональна мережа АКП і ТД. Розробку раціональної мережі забезпечує спеціалізоване районування території, в основу якого покладено існуючу схему природно-сільськогосподарського районування.
Визначення зон репрезентативності. При визначенні зон репрезентативності враховуються ландшафтні, агрогрунтові, агрокліматичні, геоморфологічні умови, аналізується структура фотофону космічних зображень території. Агрокліматична зональність є провідною при районуванні в координатах часу.
Визначення місця розташування АКП і ТД. При визначенні місця розташування АКП і ТД керуються наступними основними вимогами:
представництво в межах території обслуговування;
вивченість регіону;
наявність науково-дослідної та інформативної бази окремих служб (агрометеостанцій, ДДСС, держсортодільниць, станцій захисту рослин), транспортної інфраструктури ;
доступності району.
Форма площі АКП та його розміри. Форма площі полігона та його розміри визнаються відповідно до статистичних вимог, враховуючи структуру посівних площ, геометричні розміри і нарізку полів та фактор часу для оперативного проведення аерозйомки й аеровізуальних спостережень.
3.6.11 АКП і ТД на території України
Таким чином, на території України визначено 20 зон обслуговування, в межах яких сільськогосподарські об'єкти мають певною мірою сталі характеристики, та 28 полігонів і тестових ділянок (рис. 3.13).
Диференціація на полігони і тестові ділянки пов'язана з тими функціями які вони виконують. Функція полігонів подвійна, як територій збору тематичних та дистанційних даних для інформаційного забезпечення відповідних установ і територій проведення науково-дослідних та дослідно-методичних робіт щодо розробки методів дистанційного зондування стосовно певних природних умов. Тестові ділянки - це територія для збору інформації про стан агроресурсів.