Авторизация

Логин:
Пароль:
Восстановить пароль
Регистрация
  • Форум
  • Блоги
  • Контакты
  • Новости
  • Продукты
  • Отрасли
  • Обучение
  • Поддержка
  • События
  • О компании
  • 2 (29) | 2004 Прогнозирование урожая авокадо с помощью ГИС

    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).




    Версия для печати