Создание многослойной Электронной карты


Электронная карта - как основа Геоинформационной системы (ГИС) сельхозпредприятия.


Принципиальным отличием многослойной Электронной карты от обычной бумажной карты является то, что вся информация для нее готовится, обрабатывается, хранится и отображается в цифровом виде. При этом, все данные разделены по тематическим слоям и могут отображаться на экране компьютера в любом сочетании друг с другом.
Электронная карта может быть представлена в двумерной (плоской), либо трехмерной (пространственной, рельефной) форме.
Электронная карта – это современное решение всех проблем создания, обновления и отображения любых используемых в агробизнесе данных, имеющих смысловую привязку к полям.


Вернуться в начало раздела:

Продолжение ...




Изготовление Электронной карты и её наполнение - процесс трудоемкий...
На этапе планирования нужно определиться с наполнением и методом изготовления карты. От этого зависит масштабность работ и подборка материала для картирования (векторизации). Необходимо определить какие тематические слои потребуются (дороги, населенные пункты, гидрография, лесные насаждения, рельеф и т.д.).


Электронная карта сельхозпредприятия создается один раз и дальше она будет только уточняться и изменяться, дополняться новыми объектами и информацией по ним. Но первичное её создание является сложным и ответственным делом.


Особенно это касается подготовки карт сельскохозяйственных угодий - которые должны точно отображать границы посевных площадей.
Оцифровка контуров полей производится на основе данных дистанционного зондирования земли (ДЗЗ) космоснимков - технологии малой точности и малопригодной для Северо-Запада, на основе данных беспилотной аэрофотосъемки - высокоточной и наиболее подходящей технологии для местных условий, а также существующих бумажных планов внутрихозяйственного обустройства и на основе полевой геодезической съемки контуров границ сельхозугодий.
Более подробно об этом ниже...


В настоящее время качественных картографических материалов сельхозпредприятия практически не имеют, как прямой результат - разрушения структуры управления сельским хозяйством страны, отягощенной разрушением геодезической и топографической отраслей – актуализация всех бумажных карт осталась на уровне семидесятых- восьмидесятых годов прошлого века.


Таким образом, если в отдельных сельхозпредприятиях и имеются какие-либо картографические материалы, то в значительной степени они уже являются устаревшими и не отвечают современным требованиям интенсивных агротехнологий к картографической основе.


Исходные данные для Электронной карты


Исходный материал для картирования (векторизации) может быть двух видов:

1. Данные изображений контуров полей на геопривязанных спутниковых или аэрофото-снимках среднего и высокого разрешения (метрового и сантиметрового);
2. Данные координат границ полей по внутрихозу, полученных при помощи их объезда с навигатором или пешей геодезической съемки спутниковыми приемниками.


Выбор варианта векторизации
Иными словами, какие способы и современные средства могут быть использованы для создания контуров полей для Электронной карты


Выбор пути варианта зависит от нужной точности и срочности исполнения всего проекта, а также выделяемых средств агропредприятием на эти работы.


Первый путь: Векторизация космоснимка доступного (среднего) разрешения
Необходимо заказать эти снимки из архива, либо непосредственно съемку. Затем подгрузить снимки в специальную программу. Если они не имеют пространственной привязки, то нужно их привязать и только потом уж подгружать. После этого можно начинать векторизацию.
Это наименее точный и неоптимальный вариант – применяется при отсутствии других возможностей.


Несколько наглядных примеров:

Спутниковые снимки ДЗЗ (дистанционного зондирования земли), например, СовЗонда – геопривязанные и подходящие по точности.
Предварительно заглянем в таблицу – какую точность можно получить от спутников зондирования, как наших российских, так и чужеземных.
Если подходит – заказываем на какую нужно дату/время, оплачиваем и ждем…
Получаем и… смотрим на серые облака.
И где же здесь наши поляны?
Но спутник же гарантий не давал, что на заказанную дату/время атлантический циклон постоит в сторонке и обождет, а не нагонит черных туч с проливным дождем.
Северо-Запад России особых иллюзий на тему прикладного применения спутниковых снимков ДЗЗ не оставляет чисто по климатическим условиям нахождения.


Есть более дешёвый вариант:
Уже сшитые спутниковые снимки ДЗЗ в программе Google Earth – абсолютно бесплатно и общедоступно, если сельхозпредприятие устроит точность границ его угодий в плюс/минус 20-30-50 метров.
Выглядеть это будет примерно так: поле № 1- площадь 15 гектар плюс/минус три гектара…
Вот кого это не устроит, так главу регионального Комитета по АПК – выдающего бюджетные субсидии.
И прокурора стоящего на страже государственных интересов - наблюдающего кому и как глава раздаёт бюджетные деньги.
А раз так, способ этот не только смысла особого не имеет – он просто опасен последствиями.


Второй путь: Векторизация беспилотного аэрофотоснимка высокого разрешении.
Необходимо выполнить беспилотную аэрофотосъемку района местности, получить геопривязанный фотоснимки, подгрузить снимки в программу и произвести векторизацию.


Эту задачу успешно решает аэрофотосъемочный комплекс Орлан – с фотокамерой высокого разрешения и с высокой производительностью.
Чем хорош этот путь - сразу получаем топографическую основу с высоким разрешением на всю территорию, а в силу высокого разрешения возможность получения точных координат абсолютно всех наземных объектов.


Третий путь: Произвести полевую геодезическую съемку полей спутниковой аппаратурой - руководствуясь схемой "внутрихоза".
Затем загрузить полученные данные в программу и получить границы полей.


Эту задачу решает полевая бригада геодезистов со спутниковыми приемниками в режиме RTK и получением дифференциальных поправок в сети базовых станций Геоспайдер. Обход границ полей с GNSS приемником – c полным полевым обследованием. Нужную точность получим, но сколько уйдет на это время и во что обойдется...


Четвертый путь: Объехать границы полей на автомашине/тракторе самого хозяйства со спутниковым навигатором и получить готовые контуры полей.


Эту задачу успешно решает отечественный бортовой НК Агронавигатор.
Позволили бы только проезд овраги с буераками и классическое российское бездорожье.
А также способность самого хозяйства самостоятельно обработать полученные материалы.



В основе Электронной карты лежит топографическая карта местности, поверх которой накладываются пользовательские карты различного назначения. Таким образом, Электронная карта - это слоенный пирог из различных данных, а именно:

- Топографическая основа - карта местности;
- Карта сельскохозяйственных угодий - с границами рабочих участков полей;
- Тематические карты - рабочих участков полей;
- Карта отображения перемещений техники - геозоны, маршруты;
- Карта кадастровая;
- другие картографические данные необходимые сельхозпредприятию.


В общем случае Электронная карта полей сельхозпредприятия, ставящего целью освоение технологий умного земледелия, должна включать следующие слои:

- мезорельефа - с показом мезоформ рельефа, форм склонов, крутизны склонов и экспозиции склонов - теплые, холодные, нейтральные;
- микрорельефа - с показом контуров с преобладанием тех или иных форм микрорельефа, имеющих агрономическое значение;
- микроклимата;
- уровня грунтовых вод, их минерализации и состава;
- почвообразующих и подстилающих пород;
- микроструктур почвенного покрова - почвенная карта;
- содержания гумуса в почве;
- обеспеченности подвижными формами - элементов минерального питания растений и микроэлементами;
- значения рН почв;
- физических свойств почв;
- загрязнения тяжелыми металлами, радионуклидами и другими токсикантами;
- эродированности почв, эрозионной опасности и другим видам физической деградации;
- переувлажнения и заболоченности почв, в том числе вторичного гидроморфизма, подтопления, мочарообразования и др.
- засоленности почв - типов и степени засоления;
- солонцеватости почв;
- растительного покрова с оценкой состояния естественных кормовых угодий;
- лесной растительности - с оценкой состояния природных лесов и лесных насаждений;
- распределения полезных видов животных, птиц, полезных энтомофагов, оценкой их территориального влияния;
- фитосанитарного состояния посевов.


Вся вышеперечисленная информация является агрономически важной и пренебрежение ею ведет к непроизводительным затратам, снижению урожайности и качества продукции, неэффективному применению сельскохозяйственной техники.



В результате учета всех агрофакторов и их высокоточной геодезической привязки Электронная карта полей сельхозпредприятиях будет содержать всю необходимую информацию для принятия руководством и специалистами грамотного управленческого решения по размещению сельскохозяйственных культур, дифференциации технологий их возделывания при различных уровнях интенсификации производства, оптимальной организации территории с учетом ландшафтных связей, то есть формированию системы умного земледелия и применению современных агротехнологий обработки земли.


Алгоритм создания Электронной карты, с учетом выше сказанного о её сложностях и особенностях,
будет содержать следующий набор первоочередных и важнейших действий:


  • 1. Полевую геодезическую съемку инфраструктуры сельхозпредприятия - в интересах создания слоев Электронной карты хозяйства:
    - Геодезическая съемка границ земельных участков сельскохозяйственного назначения;
    - Геодезическая привязка всех естественных неоднородностей и объектов обнаруживаемых в пределах границ участков сельхозназначения – водоемы, затопленные участки, дренажные канавы, колодцы, кустарниковые пятна и так далее;
    - Геодезическая съемка дорожной сети агрохозяйства - с указанием и назначением санкционированных въездов авто-тракторной техники на земельные участки сельхозназначения, площадок стоянки и так далее;
    - Геодезическая съемка иных объектов агрохозяйства при необходимости.

  • 2. Топографическую аэрофотосъемку территории сельхозпредприятия беспилотным комплексом - в согласованном радиусе от центральной усадьбы или линейно в зависимости от географической конфигурации территории хозяйства.
    Площадная аэрофотосъемка осуществляется беспилотным аэрофотосъемочным комплексом ОРЛАН.
    В результате аэрофотосъемки создаются цифровые модели местности (ЦМР) и высот (ЦМВ) земель сельскохозяйственного назначения, земли поселения и иные участки.

  • 3. Агрохимическое обследование земельных участков, сформированных под конкретные агрокультуры и выделяемые на Электронной карте - с высокоточной привязкой заданной глубины проб и отражением их на отдельном тематическом слое электронной карты агрохозяйства.
    Обследование проводится мобильным пробоотборником на шасси автомобиля повышенной проходимости, самим агрохозяйством или по субподряду со специализированной организацией.
    Результаты агрохимического анализа станут основой при принятии решения руководством сельхозпредприятиях по программе дифференцированного внесения удобрений и составлению карты внесения удобрений для бортовых АГРОНАВИГАТОРОВ.

  • 4. Агрофизическое обследование выделяемых на Электронной карте земельных участков, с определением их физической плотности и высокоточной привязкой для объективного выявления проблемных участков и отражением их на отдельном тематическом слое карты.
    Обследование проводится датчиками плотности почвы самим сельхозпредприятием или по субподряду со специализированной организацией.

  • 5. Создание других тематических слоев Электронной карты сельскохозяйственных угодий сельхозпредприятиях - требующих высокоточной геодезической привязки отдельных объектов.
    Высокоточная привязка осуществляется геодезическими методами, с обработкой материалов геодезической съемки и подготовки тематического слоя для включения в Электронную карту.
    Количество тематических слоев Электронной карты определяется ландшафтно-экологическими условиями и уровнем интенсификации агротехнологий, в зависимости от урожайности и количеству приходимых затрат на отдельный гектар сельхозугодий.

  • И, наконец, завершающий этап большой работы:


  • 6. Создание многослойной Электронной карты сельскохозяйственных угодий сельхозпредприятия – с включением в нее всех подготовленных тематических слоев по результатам произведенных полевых съемок и обследований с высокоточной геодезической привязкой объектов на территории хозяйства, и затем ее переноса в ГИС программу сельхозпредприятия, для практического применения специалистами хозяйства.

    Все тематические слои Электронной карты сельхозпредприятия будут иметь общую проекцию и единую систему координат.
    Будет произведена точная геодезическая привязка выделенных по материалам беспилотной аэрофотосъемки почвенных контуров, совмещение этих контуров с соответствующими им формами рельефа.



    Группой специалистов Спутниковой Лаборатории Геоспайдера проводится по договору создание Электронной карты сельхозпредприятия средствами беспилотной аэрофотосъемки и векторной картографии, с высокоточной геодезической привязкой земельных угодий и иных объектов, с предоставлением полного набора информации для загрузки в Геоинформационную систему хозяйства.

    Телефон для справок: 8-921-945-99-49
    Электронная почта: gnss.spb@mail.ru