Давайте для начала договоримся о терминологии. Многие говорят о точном земледелии, но понимают по-разному. Поэтому нам важно в начале нашего разговора определить, а что мы понимаем под этим термином – точное земледелие, термином, который уже и не термин в целом, а удобное словосочетание, показывающее, что ты в «теме» и продвинутый аграрий.
Точное земледелие - комплексная система управления сельскохозяйственными ресурсами, оптимизирующая производственные процессы для повышения долгосрочной продуктивности земель и экономической эффективности агропредприятий.
Основной целью точного земледелия является повышение урожайности и качества продукции за счет адаптации агротехнологий и методов мелиорации почв к локальным природным, социальным и производственным условиям.
Именно поэтому, исходя из нашего определения, точное земледелие становится стратегическим элементом повышения устойчивости и эффективности сельского хозяйства. В условиях глобальных вызовов — дефицита ресурсов, изменений климата и роста спроса на продовольствие — внедрение систем точного земледелия требует масштабного применения цифровых технологий, чтобы быстро и адекватно, основываясь на точные данные, а не на некие субъективные представления, принимать управленческие решения.
Для нас Точное земледелие, – это культура сельскохозяйственного производства нового технологического уклада: точность в использовании ресурсов, точность в принятии управленческих решений, точность в технологических процессах на каждом Га земли. Точность в каждом тракторе, и на каждом участке поля.
Такой подход должен взаимно увязывать три слоя.
Физический. Включает всё, что связано с «железом»: оборудование, роботы, техника, автопилоты, дроны, сенсоры и инфраструктура, обеспечивающая сбор, передачу данных и механическое выполнение работ.
Методологический. Состоит из подходов к высокой культуре земледелия, методов обработки данных, алгоритмов анализа, моделей и карт. На этом уровне из «сырой» информации формируются Знания о производстве.
Управленческий. На этом уровне ведущую роль играют учетные и фарм системы, единые шины данных от поля до ФГИС. На нем формируются стратегии принятия решений, планирование, управление на основе данных как для бизнеса, так и для органов власти. Таким образом, все действуют в едином информационном поле.
Такое представление не только интуитивно понятное, но и имеет подобные архитектурные построения и в других отраслях, например, в информационно-телекоммуникационной отрасли.
Физический уровень является базовой составляющей системы точного земледелия. Этот уровень служит основой для реализации всех технологических процессов.
Ключевыми подсистемами на уровне являются:
- GNSS (Глобальные навигационные спутниковые системы), включая системы поправок РТК-станций: используются для точного позиционирования сельскохозяйственной техники на поле с точностью до нескольких сантиметров.
- Датчики, в том числе установленные на БАС/БВС камеры и мультиспектральные камеры: измеряют параметры почвы (влажность, температура, кислотность), состояние растений (NDVI, хлорофилл) и погодные условия.
- Аппаратные комплексы: тракторы с автопилотом, дроны, комбайны с системами автоматического управления и системами картирования урожайности.
- Интернет вещей (IoT): обеспечивает связь между устройствами и передачу данных в реальном времени.
Методологический уровень или слой задает правила и практики взаимодействия между физическим и управленческим уровнями. На этом уровне формируются протоколы обработки данных, алгоритмы анализа и методики применения технологий точного земледелия. Это посреднический уровень, который переводит собранные данные в практические знания.
Здесь ключевыми будут подходы:
- Сбора информации о земельных ресурсах, их состоянии: карты продуктивности почв, климатических характеристик, агрохимических анализов.
- Дифференцированное внесение удобрений и средств защиты растений (СЗР): технологии, позволяющие оптимизировать использование ресурсов, внося их в зависимости от текущих потребностей участков поля.
- GIS (Геоинформационные системы): используются для создания карт полей, анализа пространственных данных и планирования работ.
- Протоколы взаимодействия: стандартизированные способы передачи данных между оборудованием, датчиками и управляющими системами.
- Управление персоналом: мотивация, планирование и развитие персонала, в том числе в части использования цифровых систем и использованию технологий.
- Аналитические платформы: системы для обработки больших объемов данных, полученных с датчиков и спутников.
На этом уровне данные преобразуются в осмысленные инструкции по использованию агротехнологий.
Управленческий уровень является вершиной системы точного земледелия. Здесь принимаются стратегические решения на основе точных данных, предоставляемых нижними уровнями. Этот уровень ориентирован на долгосрочное эффективное управление предприятием, оптимизацию бизнес-процессов и прогнозирование результатов.
Именно поэтому ключевыми подсистемами являются:
- ERP-системы (Enterprise Resource Planning): интегрированные системы управления ресурсами предприятия, объединяющие данные о финансах, персонале, логистике и производстве.
- Фарм-системы: специализированные программные решения для управления сельскохозяйственными предприятиями.
- Системы поддержки принятия решений (DSS, Decision Support Systems): включают аналитические инструменты и алгоритмы машинного обучения для анализа данных и выработки рекомендаций.
- Экспертные системы: используют искусственный интеллект для моделирования ситуаций и прогнозирования урожайности.
На этом уровне данные становятся доступными для конечного пользователя (механизатора, агронома, менеджера или владельца предприятия) и используются для принятия решений.
Система точного земледелия, состоящая из трех уровней, функционирует как единый механизм, где каждый уровень выполняет свою уникальную роль. Физический уровень обеспечивает сбор и передачу данных, методологический уровень преобразует эти данные в практические знания, а управленческий уровень использует их для принятия стратегических решений.
Такая модель позволяет наглядно представить, как данные проходят через различные этапы обработки и интерпретации, что делает систему точного земледелия высокоэффективной и технологически продвинутой. Это можно увидеть на рисунке 1.
Рисунок 1 - Система точного земледелия
Авторы: Герман Анна Евгеньевна президент ассоциации «Электрон Агро», директор агрохолдинга «Дары Малиновки».
Гетц Евгений Александрович директор по цифровой трансформации агрохолдинга «Дары Малиновки»