АНАЛІТИКА КОСМІЧНОГО МАСШТАБУ

 

Тип культури, проблемні ділянки та потенційну урожайність на сьогодні можна визначити, не виїжджаючи в поле. Для агробізнесу це просто фантастична можливість, яку нині надає лише супутниковий моніторинг. Про якість знімків із супутника та вивірені алгоритми їх опрацювання ми поговорили з Олександром Сакалем, директором з розвитку бізнесу EOS Crop Monitoring

                                                                                                                              НАТАЛІЯ БАБІЙЧУК

 

Сповіщення про погодні ризики в EOS Crop Monitoring

— Олександре, розкажіть, будь ласка, про розвиток супутникових технологій у світі. Як давно почали використовувати дані супутників саме в аграрній галузі?

— Якщо повернутися на кілька десятиріч назад, то історія супутникових технологій розпочинається з нашого відомого земляка Сергія Корольова, який розробив перший штучний супутник Землі. У 1957 році його успішно було запущено у космос. Потім приклад СРСР почали наслідувати інші передові держави світу для вирішення різноманітних завдань. Перші практичні спроби дистанційного зондування Землі з допомогою супутника здійснило Національне управління з аеронавтики і дослідження космічного простору США (NASA), розпочавши в 70-х роках минулого століття програму Landsat. Спочатку дані з однойменного супутника надавали кінцевим користувачам за невелику плату. Але згодом NASA надало до них безкоштовний доступ, вирішивши таким чином зробити свій внесок у науковий поступ та розвиток технологій. Зараз на орбіті перебуває вже восьмий супутник Landsat. Старт супутникового моніторингу в аграрній сфері було покладено трохи пізніше, в 80-х роках. Але не в США, а в Європі, де запустили проєкт Mars. Донині його активно використовує Єврокомісія для моніторингу стану земель сільськогосподарського призначення. До сьогодні основними постачальниками безкоштовних супутникових даних залишаються NASA зі своїм угрупуванням супутників Landsat та Європейське космічне агентство із супутниками Sentinel. До речі, останні апарати було розроблено та запущено на орбіту, зокрема, й для моніторингу сільськогосподарських земель.

  — Якість знімків з того часу поступово покращується?

 — Якість знімків зросла суттєво. Якщо говорити про роздільну здатність безкоштовних даних Sentinel, то це 10 м на піксель, у Landsat — 30 м на піксель. Відомі комерційні провайдери даних пропонують знімки з надзвичайно високою роздільною здатністю 0,31 см на піксель, але здебільшого вони використовуються в оборонній галузі, для моніторингу об’єктів військового призначення. Водночас для агровиробників найзручнішим каналом для отримання якісних супутникових даних залишається Sentinel. До знімків із цього супутника мають доступ усі охочі. Але потрібно розуміти, що це просто гарна картинка. Виникає інше питання: що з цими даними потім робити? Як їх аналізувати? І тут у гру вступають компанії, які надають аналітику, що допомагає приймати зважені рішення.

— У контексті аналізу Ви маєте на увазі індекс NDVI, який зараз у всіх на слуху. Але є чимало інших індексів, які можна визначити на основі супутникового знімка. Розкажіть про деякі з них детальніше.

— Так, NDVI — це найпопулярніший індекс, про який чули або знають усі, а деякі навіть навчилися визначати самостійно. Але не все так просто: для того, щоб отримати якісний NDVI, потрібно провести ретельну передобробку знімка. Її зможуть виконати лише фахівці. Крім NDVI, є й інші індекси, які ми впровадили у нашу вебплатформу EOS Crop Monitoring. Вони дають можливість отримувати детальніші інсайти на різних етапах розвитку рослин, точніше локалізувати проблему. Якщо говорити про наш продукт, то ми застосовуємо індекси NDRE, MSAVI, ReCl. З їх допомогою вимірюють, зокрема, наявність у рослинах хлорофілу та їх стан на різних стадіях росту. Звичайно, аналізувати всі індекси потрібно зі знанням справи. Наприклад, високий NDVI для певної культури на певному етапі розвитку — це не завжди позитивний сигнал. Саме тому ми розробили алгоритм, який за супутниковими знімками визначає, яка культура росте на певній площі. Для його навчання та перевірки даних дослідницькі групи виїжджали на поля. За оцінками, точність класифікації культур перевищує 90%.

Індекс NDVI
Індекс MSAVI
Індекс NDRE
Індекс ReCl

ІНФОРМАЦІЙНА ДОВІДКА

EOS Data Analytics — це американсько-українська компанія, що спеціалізується на розробках для супутникового моніторингу та аналізу даних з орбіти для їх використання з комерційною або ознайомчою метою

— Деякі аграрії надають перевагу обробці фото з дронів, на – зиваючи основними недоліками супутників невисоку роздільну здатність та неможливість отримати знімки високої якості у хмарну погоду…

— На сьогодні вже є радарні супутники, на якість знімків яких не впливає ні погода, ні час доби чи пора року. З них можна отримувати дані і вночі, і у хмарну погоду. Вони «дивляться» крізь хмари. Якщо говорити про оптику, то, звичайно, погода відіграє суттєву роль. У разі значної хмарності отримати якісний знімок буде неможливо. Але говорити про те, що дрони можуть знімати у будь-яку погоду, також неправильно. Значні пориви вітру, дощ є прямими протипоказаннями для обльоту безпілотником. До того ж ресурс БПЛА на сьогодні обмежений: вони покривають обмежену площу за обмежений відрізок часу. Водночас супутниковий моніторинг — це важлива частина комплексу моніторингових заходів, яка дає змогу оглянути великі масиви на початковому етапі дослідження посівів. Цей сервіс просто необхідний, якщо у фермера понад 1000 га і поля знаходяться у різних локаціях. Він «підкаже», де проблема. А потім, звичайно, доцільно проскаутити чи облетіти дроном проблемні зони з чітко визначеними координатами.

— Розкажіть детальніше про функціонал EOS Crop Monitoring.

— Це комерційний продукт, який ми пропонуємо учасникам аграрного ринку. На основі EOS Crop Monitoring можна приймати виважені рішення щодо своїх полів, полів партнерів чи клієнтів. Хоча EOS Data Analytics — американська компанія, але ми калібрували чимало алгоритмів у локальних умовах. Тому EOS Crop Monitoring адаптована під українські реалії. Вебплатформа передбачає не лише якісну аналітику за супутниковими знімками, а й детальний моніторинг погодних показників. Система дає змогу використовувати історичні дані про погоду, які можна порівнювати з іншими тогорічними показниками, наприклад, тією ж урожайністю чи виконаними польовими операціями. Але аграріїв все ж більше цікавлять поточна погода та прогноз. Погодний модуль допомагає фермерам визначати в автоматичному режимі етап розвитку певної культури та правильно планувати польові операції. До того ж система дає змогу налаштувати критерії, у разі настання яких аграрію надійде повідомлення про критичні погодні показники. Після отримання ідентифікації можна в онлайновому режимі ознайомитися із ситуацією на певній ділянці та виїхати на місце. Врешті-решт, немає потреби постійно моніторити ситуацію.

Супутниковий моніторинг — це важлива частина комплексу моніторингових заходів, яка дає змогу оглянути великі масиви на початковому етапі дослідження посівів. Цей сервіс просто необхідний, якщо у фермера понад 1000 га і поля знаходяться у різних локаціях

— Які алгоритми використовуються для прогнозування урожайності за супутниковими знімками?

— Вхідних даних, які застосовуються в нашій моделі, величезна кількість. Це локальна погода, фенологія (наука про сезонні явища в природі), тип ґрунту, дані дистанційного зондування Землі, опрацьовані у вигляді різноманітних індексів. Це якщо йдеться про загальнодоступну інформацію. Додатково можна завантажувати результати лабораторного аналізу ґрунту або іншу інформацію зі сторонніх платформ.

— Чи передбачаєте зростання уваги до сервісу супутникового моніторингу у зв’язку з анонсованим відкриттям ринку землі?

— На сьогодні ми маємо велику історичну базу по кожному полю, створену на основі супутникових знімків за різні роки. Безумовно, після відкриття ринку цінність цієї інформації зросте. Саме за знімками із супутника та виконаною аналітикою потенційні інвестори зможуть оцінити земельну ділянку за багатьма важливими показниками: сівозміна, контури, розвиток культур на певному полі (співставити ці показники з середньою урожайністю по району протягом років), наявність поблизу водойми, дороги, потужностей для зберігання продукції тощо.

Карта полів в EOS Crop Monitoring

— Нещодавно ваша компанія відкрила для вільного доступу інтерактивну карту СropMap. Які висновки можна зробити на її основі?

— Проєкт було виконано спільно зі Світовим банком. Стартував він у 2018 році з пілотних областей, а в 2019-ому масштабувався на всю країну. Головна мета розробки СropMap — підвищення прозорості у землекористуванні, адже саме прозорість приваблива для інвестора й вигідна державі. На сьогодні всі охочі можуть відкрити електронну карту і переглянути ділянки, що їх цікавлять. Дані супутникового моніторингу можна порівняти з інформацією з офіційних реєстрів та виявити всі порушення. Що ми і зробили: наклали супутникову карту полів на дані Держгеокадастру. Як виявилося, на деяких ділянках далеко не сільськогосподарського призначення успішно вирощувалися культури. Це аж 4,3 млн гектарів полів на незареєстрованих у Державному кадастрі землях. Зазвичай користуються ними без жодних документів та відрахувань до державного бюджету. Ми зробили класифікацію земель сільськогосподарського призначення, визначивши, яка культура на якій площі росте. Зафіксували дуже велику проблему — порушення сівозміни. Наприклад, протягом кількох років поспіль господарства бездумно висівають соняшник. Найбільше порушень сівозміни такого плану зафіксовано саме у південних областях України.

На деяких ділянках далеко не сільськогосподарського призначення успішно вирощувалися культури. Це аж 4,3 млн гектарів полів на незареєстрованих у Державному кадастрі землях

— Скільки потрібно часу, щоб забезпечити хоча б мінімальні можливості для оцінки ділянок за тими критеріями, які ви згадували? Встигаємо до запуску ринку?

— Важко сказати, враховуючи політичну та економічну турбулентність у державі. Але наявність якомога повнішої інформації про ділянку важлива для стороннього інвестора як з точки зору юридичної чистоти, так і з точки зору різноманітної аналітики, яку може надати лише супутниковий знімок. Однак, на мою думку, дуже багато в цьому напрямі вже зроблено.

— Запуск яких нових проєктів чи сервісів від EOS Crop Monitoring слід очікувати найближчим часом?

— Ми плануємо ще низку сервісів, які зможемо надавати зацікавленим сторонам для додаткової аналітики у рамках EOS Crop Monitoring. Ідеться, зокрема, про карту урожайності, що забезпечить найкращу візуалізацію результатів польового сезону. Дуже важливим продуктом для аграріїв потенційно може стати і карта вологості ґрунту, адже від наявності вологи залежить час посіву, внесення ЗЗР, добрив тощо. Також наш науковий департамент вже завершив розробку карти типів ґрунтів на основі інформації, отриманої з відкритих джерел. Хочу підкреслити, що ми йдемо step by step. Нині надаємо сервіс зон-менеджменту (продуктивність певних ділянок у межах одного поля), використовуючи який агроном може легко визначити норму посіву, добрива чи ЗЗР. Але, звичайно, заплановане подальше розширення функціоналу у цьому напрямі, зокрема додавання опції автоматичного формування карти-завдання для техніки.

ІНФОРМАЦІЙНА ДОВІДКА

EOS Crop Monitoring — універсальна хмарна платформа для нагляду за полями шляхом аналізу супутникових знімків та інших джерел даних; вимірює рівень вегетації посівів, попереджає про погодні умови та здатна вирахувати точну площу полів для різних типів культур

— Наскільки популярний сервіс супутникового моніторингу серед українських аграріїв? Вони значно відстають від своїх американських колег?

— Середній вік фермера у Штатах — 50–60 років. Це власники невеликих сімейних господарств, які добре знають свої поля. Їм простіше сісти у пікап й об’їхати володіння, а не переглядати супутникові знімки. Незважаючи на це, рівень проникнення технологій у США набагато вищий, ніж в Україні. Передусім завдяки діяльності агроконсалтингових компаній та кооперативів, які користуються сервісами аналітики для надання послуг сімейним фермам. В Україні рівень проникнення технологій точного землеробства лише досяг позначки приблизно 30% від усієї площі земель сільськогосподарського призначення. Із них лише на 5–10 % площі використовується супутниковий моніторинг. Агрохолдинги здебільшого або активно застосовують знімки із супутника, або тестують сервіс. Щодо середніх та малих господарств, то тут рівень позитивного сприйняття цих технологій набагато нижчий (за винятком молодого покоління фермерів, які взялися за розвиток сімейних господарств). Власників бізнесу потрібно переконувати та навчати. Та й чимало агрономів сприймають супутниковий моніторинг як конкурента, який у майбутньому замінить їх на робочому місці. Ми завжди наголошуємо, що мета трохи інша — допомогти проаналізувати величезну кількість інформації, підказати, на що слід звернути увагу.

Погодний модуль

— Як, на вашу думку, будуть розвиватися супутникові технології у майбутньому?

— Я щиро вірю, що супутники уже найближчим часом стануть невід’ємною частиною життя кожного мешканця планети. З’являтимуться нові продукти, які використовуватимуть супутникові дані і значно спрощуватимуть нашу повсякденність. Також буде підвищуватися якість знімків, удосконалюватимуться алгоритми їх опрацювання. Але я хотів би наголосити на іншому аспекті, який надзвичайно актуальний для агробізнесу. Для аграрія дуже важлива оперативність, особливо в певні періоди розвитку культури. І якщо він отримає якісний супутниковий знімок не раз на два тижні, а щодня, це значно підвищить швидкість його реагування на певні виклики. Враховуючи потребу різних галузей у більшій оперативності, постачальники супутникових даних намагаються не стільки підвищити якість знімків, скільки скоротити час між фіксаціями однієї локації, щоб покривати якомога більшу територію Землі в якомога менші строки. Тому ми очікуємо розвитку технології саме у цьому напрямі.

В Україні рівень проникнення технологій точного землеробства лише досяг позначки приблизно 30% від усієї площі земель сільськогосподарського призначення. Із них лише на 5–10 % площі використовується супутниковий моніторинг

 

Інтерактивна карта СropMap з позначенням ділянок, де вирощуються сільськогосподарські культури:

 https://eos.com/cropmap/ 

 

 

У разі передруку посилання на iFarming обов’язкове. Видавець не несе відповідальність за зміст рекламних оголошень та статей.

Ваші відгуки, пропозиції та зауваження приймаємо на пошту редакції: office@deltamedia.com.ua