Як зйомки з космосу допоможуть контролювати сівозміни, впроваджувати точне землеробство та підтримувати ОТГ?

Дистанційне зондування землі почали використовувати у 1970-х для цілей моніторингу с/г територій. Запуск великої кількості супутників спостереження Землі і наявність великих об’ємів різнорідних даних дистанційних спостережень дають можливість органами державної влади приймати рішення у сфері екологічної та харчової безпеки, моніторингу розбудови міст, побудови єдиної інфраструктури геопросторових даних тощо. У країнах ЄС та Північної Америки ДЗЗ використовують для оцінки площ посівів, стану с/г культур та прогнозу їх розвитку,  прогнозування врожайності, контролю за сівозмінами тощо. В Україні на державному рівні ДЗЗ поки не використовувалося, лише приватні компанії надавали такі послуги окремим агрохолдингам. Минулого року у рамках проекту “Підтримка реформ в сільському господарстві та земельних відносинах” був розпочатий проект ДЗЗ всієї території України. Про перебіг Agravery.com розпитало його координатора Володимира Попова.

Володимир Попов, координатор проекту з питань ГІС, ІТ та кадастру .

- Цей проект здійснюється у рамках гранту Європейського Союзу, який реалізується спеціалістами Світового Банку і субпідрядними організаціями по побудові тематичних карт класифікацій культур, які вирощуються в Україні. Плюс лісові та водні ресурси. Я завжди акцентую на цих речах, бо маючи площу меж сільської ради і знаючи, які водні об’єкти там є, скільки земель зареєстровано, можна зрозуміти скільки земель потрібно зареєструвати, розрахувати їх вартість, доходи тощо. Те саме стосується лісів, які присутні на територіях ОТГ, але не мають братися до уваги при розрахунку земель.

Плюс, це дозволяє нам бачити реальну картину. Наприклад, реальна картина полягає у тому, що є дуже багато земель, що не зареєстровані, але використовуються. Виникає питання — а як платяться податки і як наслідок які кошти отримує ОТГ та чи отримує взагалі? І це також можна вирішувати за допомогою ДЗЗ. Можемо показати, використовуючи моніторинг, який рівень прибутковості від податку на землю “до” ДЗЗ, а потім показати, що у якогось ОТГ є територія, яка ніде не рахується, але обробляється.

Проект був початий у червні минулого року: спочатку вибрали три області, почали обробляти знімки з супутника та проводити польові роботи зі збирання наземних даних про те, що і де вирощується. Далі ці дані об'єднувалися, будувалася математична модель розпізнавання та класифікації, з якої на вході додавалися знімки і давалася навчальна вибірка. Проводився процес розпізнавання, а потім результат цього розпізнавання перевірявся за допомогою тестової вибірки, яка була знята під час польових робіт.

Далі все аналізувалося нашими субпідрядниками, компанією EOS, за власною моделлю, яка була побудована на основі світових підходів.

Хто учасники цього проекту?

- В основному Євросоюз, який зараз оплачує всі витрати за цим проектом. Потім Світовий Банк, частково уряд України, з яким підписано меморандум. Але в даному конкретному проекті, в принципі, від міністерств нам особливо поки нічого не потрібно було. Нам зараз потрібні дані лише від статистики.

Домовленості з супутниками від кого?

- Супутники використовуються безкоштовні - це Sentinel (група супутників Європейської космічної агенції для ДЗЗ - Ред.), тобто ці дані у відкритому доступі. Тому, власне кажучи, роздільна здатність всього 10 метрів. Можна, звісно, взяти 0,5 метра, але це буде зовсім інший бюджет, це інші гроші. Поки нам для такої оцінки вистачає.

Читайте також: Купуй українське: як купити трактор ХТЗ на пільгових умовах

Якщо системою будуть активно користуватися та виникне потреба у більш детальній інформації, можна буде шукати фінансування та купувати  зйомку з більш детальною роздільною здатністю.

Ви казали про три області. За яким принципом було обрано, що вже було зроблено?

- Ми вибрали Київську, Львівську та Миколаївську область, оскільки вони дуже сильно відрізняються за переліком культур, структурою полів. Миколаївська область — більше зрошення, великі площі, степ. В Київській багато міст, мало зрошення. У Львівській абсолютно інші виробничі культури, інший клімат в принципі. Це в принципі три області, які були обрані для і інших пілотних проектів Світового Банку, в тому числі стосовно інвентаризації землі.

Ми отримали дані, які верифікуємо зараз із обласними адміністраціями, щоб подивитися, наскільки правильно відбулася обробка. Тому що із супутника все надходить у зовсім іншому вигляді, ніж треба у підсумку.  Це був перший пробний крок - відкатати технологію в глобальному сенсі, отримати результати, налагодити взаємовідносини, в тому числі і з споживачами. Цього року ми розширюємо на всю Україну.

Тобто можна сказати, що система вже відпрацьована?

- Не зовсім, адже в кожній області своя специфіка і ми будемо доопрацьовувати під неї. Але загалом система побудована. Є моменти, які зараз на стадії обговорення: наприклад, можливо, ми не будемо розділяти жито з пшеницею, змінимо класифікатор і близькі класи зіллємо в один, скажімо “зернові”.

Зараз нам потрібна допомога аграріїв — отримати знизу інформацію, щоб нам максимально спростити і автоматизувати процес розпізнання культур. Ми домовлятимемося з конкретними аграріями, які будуть нам передавати дані про те, що саме вирощується у таких-то координатах. Це не обов’язково має бути все поле - розміри цього навчального семпла мають бути хоча б розмір 300*300 метрів чи 500*500. Для того, щоб можна було добре ідентифікувати. А далі, з часом, ми плануємо набрати таку вибірку, побудувати систему таким чином, щоб ми могли без проблем та помилок усе розпізнавати.

Інформаційна прозорість

Яку інформації про ділянки можна буде побачити, коли проект ДЗЗ буде реалізований?

- По-перше, можна буде чітко побачити межі ділянок (з урахуванням того, що роздільна здатність - 10 метрів), чи обробляються вони чи ні, які культури там ростуть, яка зволоженість грунту, який індекс вегетації культур на момент зйомки тощо. Якщо це буде зйомка навесні чи восени, коли немає трави та листя, то можна буде оцінити стан грунтів, ерозію тощо. Це буде груба оцінка, адже точно можна буде виміряти лише разом з польовими дослідженнями зі спектрометром. Але вона буде.

Можна сказати, що ДЗЗ з роздільною здатністю 10 метрів покаже Україну на долоні: ось вам поля, водні ресурси, лісові ресурси тощо. І це не просто знімок, це вже результат класифікації. Тому що якщо ви отримуєте знімками воду, то вона скрізь різна - глибина, забрудненість, цвітіння, не цвітіння. На наших знімках буде видно результат обробки даних. Те ж саме з лісами.

Наголошу, що це не проект, який ми один раз зробили і забули. Це процес, який ми налаштовуємо, який буде використовуватися постійно. В ідеалі знімати кожне поле треба раз на два тижні, але, враховуючи, що ми використовуємо безкоштовні супутники, вони дозволяють над однією точкою бути раз на два місяці. Але є хмарність, є ще якісь обмеження, тому “вікна” можуть бути більшими. Попри все, можна буде побудувати математичну модель, яка описуватиме, як змінюється індекс вегетації на кожному полі і яким він має бути залежно від періоду дозрівання. І можна буде спрогнозувати врожайність. Можна буде дати порівняльну статистику, де буде видно, яка сівозміна на кожній ділянці протягом визначеного часу. Тож можна буде контролювати культури, які не можна вирощувати на одному місці довго. Бо часто, коли землі хтось орендує, він діє на не завжди у бережливому режимі. Наприклад, ріпак, соняшник, кукурудза - дуже важкі культури для грунту, їх не можна декілька років підряд вирощувати на одному місці, бо виснажується земля. А земля — це наше багатство, відповідно ми маємо її берегти, маємо якось контролювати.

Більше того, ми хочемо, щоб органи державної влади використовували наші  дані у тому числі для верифікації тих даних, що поступають їм по звітності.

У підсумку, коли вся система працюватиме, умовно кажучи, можна буде прикинути, скільки у нас і де посаджено, наприклад, соняшнику? Бо, я думаю, ви чули і не один раз, що у нас олії виходить значно більше, ніж задекларовано посадок соняшнику.

- Там дуже багато ігор виникає, так. У нас основний з девізів — це повна прозорість. Ми можемо прикинути, скільки виросло, скільки було перероблено та експортовано. І шукати різницю. Крім того, по кожному ОТГ можна прикинути: обробляється стільки, а податків стільки. Тобто, або гроші не доплачують, або орендар не справляється зі своїми обов'язками. А зараз з розвитком руху по децентралізації ОТГ починають бути центрами акумуляції бюджету, і до багатьох приходить усвідомлення, що, в принципі, вони можуть розвиватися за власні гроші. ДЗЗ ще може показати, як саме використовуються поля. Тому що не всі об'їдеш, не скрізь побуваєш, а раптом хтось десь нишком став рити кар'єр або щось будувати.

Голова ОТГ і, власне кажучи, жителі самі, які є власниками цієї землі, хоч вона і передана комусь в оренду, повинні знати, що на ній відбувається, тому що це їхні гроші, а за великим рахунком, їх власність.

Доречі, можна і відстежити вкраплення у посіви — іноді люблять змішувати декілька культур.

Наприклад, садити коноплі серед кукурудзи.

- Це також виявляється не складно. Для цього використовуються інші методи, інша зйомка. Або супутником із іншою роздільною здатністю, більш детальною (але вона, відповідно, дорожча). Або ж є інші технології, що дозволяють це робити. У структурах МВС цим питанням досить успішно займалися ще на початку 2000-х. Іноді знаходили засіяні гектарами за кукурудзою поля на Півдні України.

Як ДЗЗ зможуть користуватися аграрії?

- Наприклад, маючи карту зволоження: де скільки снігу лежало, наскільки грунт достатньо зволожений - все це буде видно на мультиспектральній зйомці, вони зможуть краще впроваджувати точне землеробство - класти добрива туди, де вони потрібні, та у достатній кількості. Або, якщо видно, що вологи недостатньо протягом певного періоду, розуміти, де ставити системи зрошення.

Читайте також: Пальне під забороною: чи вплине обмеження імпорту з РФ та Білорусі на аграріїв?

В ідеальному варіанті можна прогнозувати врожайність, що, до речі, важливо й для держави. До, наприклад, у Німеччині держава слідкує за тим, щоб не було перевиробництва певних культур. Бо якщо на ринку з’являється надлишок якоїсь продукції, виробник змушений її продавати часто дешевше за собівартість. Це часто призводить до просадок на ринку та проблем аграріїв. Тож потрібно внести якусь регуляторну політику, давати рекомендації, що варто вирощувати цього року, а що не варто.

Як саме це можна буде спрогнозувати та в який саме момент, щоб аграрії могли скорегувати посадки?

- Методик прогнозування урожайності існує безліч у світі. І їх принцип роботи базується на даних про температуру, вологість та іншу низку параметрів, які можна отримати у результаті ультраспектральної зйомки упродовж якогось проміжку часу. Це все аналізується: коли щось проростає, коли пішли перші сходи і так далі. По тому, який спектр вони дають по індексу вегетації, можна визначити, наскільки добре все зійшло. Зазвичай це робиться протягом року із певною періодичністю. Навіть взимку. Тому що від товщини снігу у тому числі залежить зволоження. Чи низкі температтури на грунті без снігу приводять до вимерзання культур. Від цього залежить, які будуть результати сходів озимих і так далі.

Є математична модель, що описує ідеальну ситуацію. Вона показує, у якій точці який стан має бути. Будь-які відхилення кажуть: ага, тут у нас засуха, урожай висохне і так далі. Або ж, навпаки, все буде добре бо достатнє зволоження та нормальний температурний режим, головне вчасно зібрати. Тут же теж важливий метеопрогноз і так далі і так далі. У будь якому випадку, це прогнозована оцінка.

На широкий загал

Де буде розміщено всю цю інформацію?

- Це буде доступно публічно через геопортал. На геопорталі буде представлено, власне кажучи, результати обробки. Причому необов'язково в растрі, це може бути і векторний формат. Туди ж ми плануємо підключити публічну кадастрову карту, і можливо, ще якісь шари, на які ми отримаємо дозвіл для публікації. Є нюанси.

Які?

- Наприклад, те, з чим довелося зіткнутися Світовому Банку, і що є дуже серйозною проблемою. Хоча Світовий Банк або Євросоюз приходять з серйозним фінансуванням, відкривають серйозні проекти, але ми обмежені законодавчо в отриманні державних даних. Тому що в списку організацій, які можуть отримати, немає жодної міжнародної організації, це не передбачено.

Наприклад, ми не можемо офіційно отримати ортофотоплани, які були зроблені протягом 2008 по 2012 років, до речі на гроші Світового Банку, який ініціював проект з аерофотозйомки всієї України і створення ортофотопланів. Ортофотоплан — це знімок, зроблений з літака, який певним чином перетворений і прив'язаний до місцевості. Маючи його, можна проводити деякі вимірювання, не виходячи в поле. Там точність близько 1 метра, лежить точно на поверхні, він повністю моделює все. На основі таких планів будуються топографічні карти, плани.

Якби ця фотозйомка була зроблена до того, як у нас було розпаювання земель, то у нас би не було стільки проблем в кадастрі. Чому? Тому що зараз це все лежить в одній координатній площині. Тобто одна єдина координатна система, і якщо зараз робиться якась зйомка ділянки, вона чітко лягає на ортофотоплан, ви бачите межі цієї ділянки, у вас вона не налазить ні на ліс, ні на дороги.

Є й інші дані, до яких ми не маємо доступу. Наприклад, до векторних даних по ділянках, що зберігаються в кадастрі. Все, що ми можемо бачити, — це публічна кадастрова карта, яка по суті своїй є просто картинкою, тобто це не векторні дані, які можна аналізувати, які прописані з атрибутикою. І це пов'язано з законодавчими обмеженнями. Ми не можемо зайти в картфонд чи Геокадастр, бо ми не державна інституція.

Читайте також: Попалилися на "зливах": як запобігти крадіжкам дизелю

Ми запропонували Геокадастру розмістити ці дані у себе, прив’язав до карт самостійно. Але оскільки дані тільки по трьох областях, вони не мають право це розмістити поки ми не зробимо всю України. Тому поки що все буде на окремому порталі. В принципі, плани Світового Банку наступні: ми зараз розгортаємо цю технологію, будуємо під неї методологію, дивимося, хто може цю справу використовувати і як, вчимо людей, вчимо як кінцевих користувачів, так і інших споживачів цих даних. Тобто кілька років ми цю справу фінансуємо, а далі ми хочемо передати це все уряду, щоб далі фінансувалося це з бюджету.

Зараз йде війна. Наскільки безпечно давати таку детальну карту України у публічному доступі?

- Після появи супутників та GPS відпала необхідність ховати координати. Ні, можна під землею щось робити. Що є секретним і що може нести небезпеку? Військові об’єкти, комунікації. Це правильно. Тобто лінії прокладки зв’язку, лінії прокладки газопроводів, якісь вузлові речі, те, що чутливе також те що знаходиться під землею. А все решта… Повірте, у них вона є. Тож нам не треба боятися цієї точності. Особливо у сільгоспземлях, де має бути стовідсоткова прозорість. Що супротивнику дадуть координати сільгосп ділянки навіть з сантиметровою точністю ?

Земля це один з найцінніших наших скарбів. Далеко не всі країни мають таки родючі землі. Давайте його берегти та контролювати його використання щоб вона давала нам багаті врожаї та було що передати нащадкам. Землеробство це один з основних напрямків, який може підняти економіку України.

фото: надані Володимиром Поповим