Помощь студентам в учебе
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ ГИС-ТЕХНОЛОГИЙ И МЕТОДОВ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ С ЦЕЛЬЮ ИЗУЧЕНИЯ ТРАНСФОРМАЦИИ СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ.
|
Введение 3
1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 6
1.1. Тенденции развития сельского хозяйства в мире 6
1.2. Характеристика сельского хозяйства РФ 9
1.3. Сельское хозяйство в РТ 13
1.4. Проблемы сельского хозяйства 19
2. ГИС И ДЗЗ В УПРАВЛЕНИИ СЕЛЬСКИМ ХОЗЯЙСТВОМ 23
2.1. Применение современных технологий в сельском хозяйстве 23
2.2. Использование ГИС на разных уровнях 31
2.3. Мониторинг состояния растительности 33
2.3.1. Использование VARI технологий 38
3.4. Точное сельское хозяйство 39
3. ГИС И ДЗЗ В МОНИТОРИНГЕ ТРАНСФОРМАЦИЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ 44
3.1. Практическое применение ГИС в мониторинге трансформаций 44
3.1.1. Распаханность сельскохозяйственных угодий 48
3.1.2. Содержание гумуса 49
3.1.3. Площадь эрозии сельскохозяйственных угодий 50
3.1.4. Облесенность сельскохозяйственных угодий 51
3.2. Сезонные трансформации и дистанционное зондирование 52
3.3. Сезонный мониторинг 55
Заключение 60
Список использованных источников
1. ТЕНДЕНЦИИ РАЗВИТИЯ СЕЛЬСКОГО ХОЗЯЙСТВА 6
1.1. Тенденции развития сельского хозяйства в мире 6
1.2. Характеристика сельского хозяйства РФ 9
1.3. Сельское хозяйство в РТ 13
1.4. Проблемы сельского хозяйства 19
2. ГИС И ДЗЗ В УПРАВЛЕНИИ СЕЛЬСКИМ ХОЗЯЙСТВОМ 23
2.1. Применение современных технологий в сельском хозяйстве 23
2.2. Использование ГИС на разных уровнях 31
2.3. Мониторинг состояния растительности 33
2.3.1. Использование VARI технологий 38
3.4. Точное сельское хозяйство 39
3. ГИС И ДЗЗ В МОНИТОРИНГЕ ТРАНСФОРМАЦИЙ
СЕЛЬСКОХОЗЯЙСТВЕННЫХ УГОДИЙ 44
3.1. Практическое применение ГИС в мониторинге трансформаций 44
3.1.1. Распаханность сельскохозяйственных угодий 48
3.1.2. Содержание гумуса 49
3.1.3. Площадь эрозии сельскохозяйственных угодий 50
3.1.4. Облесенность сельскохозяйственных угодий 51
3.2. Сезонные трансформации и дистанционное зондирование 52
3.3. Сезонный мониторинг 55
Заключение 60
Список использованных источников
Сельское хозяйство играло огромную роль на протяжении всего развития пчеловодства. И по-прежнему оно занимает лидирующие позиции. Сегодня, когда земли сельскохозяйственного назначения являются стратегически важным ресурсом любого государства, определяющим продовольственную безопасность населения.
В настоящее время успех производства и бизнеса, стойкость и конкурентоспособность, планирование развития в большей степени связаны с возможностью собирать и быстро анализировать большие объемы данных. Как показали исследования, порядка 80-90% всей информации включает в себя пространственные данные, а именно различные данные о распределенных в пространстве или по территории объектах, явлениях и процессах. Работа с таким типом данных как раз является одной из основных задач быстроразвивающейся областей рынка программного обеспечения — технологией географических информационных систем (ГИС).
В сельском хозяйстве из-за значительных изменений климатических условий культуры страдают от различных типов стрессов, что приводит к снижению урожайности и изменчивости от года к году. В таких условиях быстро развивающиеся технологии дистанционного зондирования и ГИС технологии, которые могут оказать большую помощь в мониторинге роста сельскохозяйственных культур, определении и управлении различными видами неблагоприятных условий и региональных оценок урожайности для поддержания природных ресурсов и продуктивности сельского хозяйства. В 2013 году Пол Атзбергер проиллюстрировал пять основных применений дистанционного зондирования в сельском хозяйстве, включая оценку биомассы и урожайности, мониторинг силы растительности и засухи, оценку фенологического развития посевов, оценку площади посевов и картирование посевных площадей, картирование нарушений и изменений в земельном покрове
землепользования как дополнение к точному земледелию и ирригации [29, с. 2556, 33, с. 110].
Основными проблемами сельского хозяйства являются небольшие земельные угодья, нехватки ресурсов, истощение земельных покровов, природные катаклизмы и отсутствия агротехнологической информации. В связи с большим количеством факторов, влияющих на урожайность, сельскохозяйственное планирование и использование сельскохозяйственных технологий нуждаются в точной пространственно-временной метеорологической информации и информации о сельскохозяйственных культурах для точного анализа данных, прогнозов и их эффективного применения при планировании и управлении сельским хозяйством, планировании орошения, управлении неблагоприятными условиями для сельскохозяйственных культур и готовности к бедствиям и устойчивость природных ресурсов и экосистем в разных регионах. Широкая цель устойчивого сельского хозяйства состоит в том, чтобы сбалансировать присущие им земельные ресурсы с потребностями сельскохозяйственных культур, уделяя особое внимание оптимизации использования ресурсов для достижения устойчивой продуктивности в течение длительного периода.
Хотя обычные методы получения информации о состоянии роста сельскохозяйственных культур надежны, но они трудоемки и требуют много времени. Однако в последнее время технологии дистанционного зондирования (ДЗ) и географические информационные системы (ГИС) приобретают все большее значение для получения пространственно-временной информации о метеорологии и состоянии сельскохозяйственных культур для дополнения традиционных методов. Данные дистанционного зондирования могут внести значительный вклад в мониторинг, предоставляя своевременную, синоптическую, рентабельную и повторяющуюся информацию о земной поверхности. В изменяющихся климатических условиях быстрая пространственно-временная оценка экстремальных погодных явлений и состояния роста культур, включая обнаружение неблагоприятных факторов и
повреждения урожая. Рассмотрим некоторые из этих направлений, учитывая опыт, накопленный как в России, так и в мире.
В настоящем исследовании была предпринята попытка рассмотреть, проанализировать и оценить последнюю информацию в отношении применения методов дистанционного зондирования для мониторинга культур, оценки состояния культур и оценки урожайности для устойчивого развития сельского хозяйства и использования природных ресурсов в условиях современного подхода к использованию сельскохозяйственных угодий.
Целью данной работы является изучение использования ГИС технологий и ДЗ в мониторинге трансформаций сельскохозяйственных угодий.
Исходя из цели, перед нами были поставлены следующие задачи:
- Изучить научную литературу по применению ГИС и ДЗ в сельском хозяйстве
- Исследовать современные методы использования технологий в анализе агропромышленного комплекса
- Предложить возможные варианты использования ГИС и ДЗ в мониторинге сельскохозяйственных угодий Республики Татарстан.
В настоящее время успех производства и бизнеса, стойкость и конкурентоспособность, планирование развития в большей степени связаны с возможностью собирать и быстро анализировать большие объемы данных. Как показали исследования, порядка 80-90% всей информации включает в себя пространственные данные, а именно различные данные о распределенных в пространстве или по территории объектах, явлениях и процессах. Работа с таким типом данных как раз является одной из основных задач быстроразвивающейся областей рынка программного обеспечения — технологией географических информационных систем (ГИС).
В сельском хозяйстве из-за значительных изменений климатических условий культуры страдают от различных типов стрессов, что приводит к снижению урожайности и изменчивости от года к году. В таких условиях быстро развивающиеся технологии дистанционного зондирования и ГИС технологии, которые могут оказать большую помощь в мониторинге роста сельскохозяйственных культур, определении и управлении различными видами неблагоприятных условий и региональных оценок урожайности для поддержания природных ресурсов и продуктивности сельского хозяйства. В 2013 году Пол Атзбергер проиллюстрировал пять основных применений дистанционного зондирования в сельском хозяйстве, включая оценку биомассы и урожайности, мониторинг силы растительности и засухи, оценку фенологического развития посевов, оценку площади посевов и картирование посевных площадей, картирование нарушений и изменений в земельном покрове
землепользования как дополнение к точному земледелию и ирригации [29, с. 2556, 33, с. 110].
Основными проблемами сельского хозяйства являются небольшие земельные угодья, нехватки ресурсов, истощение земельных покровов, природные катаклизмы и отсутствия агротехнологической информации. В связи с большим количеством факторов, влияющих на урожайность, сельскохозяйственное планирование и использование сельскохозяйственных технологий нуждаются в точной пространственно-временной метеорологической информации и информации о сельскохозяйственных культурах для точного анализа данных, прогнозов и их эффективного применения при планировании и управлении сельским хозяйством, планировании орошения, управлении неблагоприятными условиями для сельскохозяйственных культур и готовности к бедствиям и устойчивость природных ресурсов и экосистем в разных регионах. Широкая цель устойчивого сельского хозяйства состоит в том, чтобы сбалансировать присущие им земельные ресурсы с потребностями сельскохозяйственных культур, уделяя особое внимание оптимизации использования ресурсов для достижения устойчивой продуктивности в течение длительного периода.
Хотя обычные методы получения информации о состоянии роста сельскохозяйственных культур надежны, но они трудоемки и требуют много времени. Однако в последнее время технологии дистанционного зондирования (ДЗ) и географические информационные системы (ГИС) приобретают все большее значение для получения пространственно-временной информации о метеорологии и состоянии сельскохозяйственных культур для дополнения традиционных методов. Данные дистанционного зондирования могут внести значительный вклад в мониторинг, предоставляя своевременную, синоптическую, рентабельную и повторяющуюся информацию о земной поверхности. В изменяющихся климатических условиях быстрая пространственно-временная оценка экстремальных погодных явлений и состояния роста культур, включая обнаружение неблагоприятных факторов и
повреждения урожая. Рассмотрим некоторые из этих направлений, учитывая опыт, накопленный как в России, так и в мире.
В настоящем исследовании была предпринята попытка рассмотреть, проанализировать и оценить последнюю информацию в отношении применения методов дистанционного зондирования для мониторинга культур, оценки состояния культур и оценки урожайности для устойчивого развития сельского хозяйства и использования природных ресурсов в условиях современного подхода к использованию сельскохозяйственных угодий.
Целью данной работы является изучение использования ГИС технологий и ДЗ в мониторинге трансформаций сельскохозяйственных угодий.
Исходя из цели, перед нами были поставлены следующие задачи:
- Изучить научную литературу по применению ГИС и ДЗ в сельском хозяйстве
- Исследовать современные методы использования технологий в анализе агропромышленного комплекса
- Предложить возможные варианты использования ГИС и ДЗ в мониторинге сельскохозяйственных угодий Республики Татарстан.
Из всего вышеперечисленного можно сделать несколько выводов.
Первое — чтобы эффективно использовать информацию о сельскохозяйственных культурах для улучшения экономики, необходимо разработать информационную систему на уровне районов, основанную на доступной информации о различных культурах, полученной как с помощью традиционных, так и дистанционных методов зондирования в среде ГИС.
Второе — одним из главных преимуществ использования данных дистанционного зондирования является его способность формировать информацию в пространственной и временной области, что очень важно для успешного анализа, прогнозирования и проверки моделей. Использование технологии дистанционного зондирования предполагает большой объем управления пространственными данными. Технология ГИС обеспечивает подходящую альтернативу для эффективного управления компьютерной базой данных.
Сегодня в России все больше регионов начинают проявлять интерес к технологиям дистанционного зондирования для решения сельскохозяйственных задач. Многие департаменты, как федерального, так и регионального уровней осознают необходимость финансирования проектов, связанных с применением данных ДЗ в аграрном секторе. Эффект от внедрения данных технологий связан с повышением осведомленности ответственных за принятие решений лиц, совершенствованием сельскохозяйственного землепользования, рациональным распоряжением финансами и материально-техническими ресурсами. Все это в итоге способствует формированию наиболее эффективного управления земельными ресурсами в аграрном секторе.
С учетом стоимости внедрения и распространения VARI исследования на больших сельскохозяйственных угодьях, мы можем также выдвинуть предположение, что в обозримом будущем, большая часть анализа земельных угодий будет проводится с использованием ДЗ, в качестве основного источника достоверных данных.
Как мы выяснили в ходе исследования, ключом ко всем ГИС является фундаментальная картографическая база, к которой в конечном итоге относятся все данные. Дистанционное зондирование в настоящее время широко рассматривается как слой в ГИС, хотя и является специализированным методом. В настоящее время ДЗ является основным методом исследования и сбора данных на больших площадях, в то время как ГИС — метод, с помощью которого слои данных могут быть связаны для получения обоснованного и логичного вывода.
Первое — чтобы эффективно использовать информацию о сельскохозяйственных культурах для улучшения экономики, необходимо разработать информационную систему на уровне районов, основанную на доступной информации о различных культурах, полученной как с помощью традиционных, так и дистанционных методов зондирования в среде ГИС.
Второе — одним из главных преимуществ использования данных дистанционного зондирования является его способность формировать информацию в пространственной и временной области, что очень важно для успешного анализа, прогнозирования и проверки моделей. Использование технологии дистанционного зондирования предполагает большой объем управления пространственными данными. Технология ГИС обеспечивает подходящую альтернативу для эффективного управления компьютерной базой данных.
Сегодня в России все больше регионов начинают проявлять интерес к технологиям дистанционного зондирования для решения сельскохозяйственных задач. Многие департаменты, как федерального, так и регионального уровней осознают необходимость финансирования проектов, связанных с применением данных ДЗ в аграрном секторе. Эффект от внедрения данных технологий связан с повышением осведомленности ответственных за принятие решений лиц, совершенствованием сельскохозяйственного землепользования, рациональным распоряжением финансами и материально-техническими ресурсами. Все это в итоге способствует формированию наиболее эффективного управления земельными ресурсами в аграрном секторе.
С учетом стоимости внедрения и распространения VARI исследования на больших сельскохозяйственных угодьях, мы можем также выдвинуть предположение, что в обозримом будущем, большая часть анализа земельных угодий будет проводится с использованием ДЗ, в качестве основного источника достоверных данных.
Как мы выяснили в ходе исследования, ключом ко всем ГИС является фундаментальная картографическая база, к которой в конечном итоге относятся все данные. Дистанционное зондирование в настоящее время широко рассматривается как слой в ГИС, хотя и является специализированным методом. В настоящее время ДЗ является основным методом исследования и сбора данных на больших площадях, в то время как ГИС — метод, с помощью которого слои данных могут быть связаны для получения обоснованного и логичного вывода.