От земли до неба

13/11/2023

В древности землевладельцы вглядывались в ночное небо, чтобы определить, когда сеять и собирать урожай. В современную информационную эру больше нет нужды отслеживать расположение звезд на ночном небосклоне, теперь созданные человеком спутники и мобильные приложения выступают в качестве источника необходимых данных. Применение инновационных инструментов позволяет фермерам совершенствовать методы производства продовольствия, а правительствам – принимать более взвешенные политические решения. Кроме того, новые технологии играют неоценимую роль в более оперативном оказании помощи пострадавшим от стихийных бедствий.

На основе своей Глобальной системы информации и раннего предупреждения по проблемам продовольствия и сельского хозяйства (ГСИРП) Продовольственная и сельскохозяйственная организация Объединенных Наций (ФАО) совместно с Глобальным консорциумом по продовольственной безопасности и сельскому хозяйству Национального управления по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА), известным как NASA Harvest, работают над повышением качества прогнозирования урожайности, разрабатывают адаптированные к конкретным условиям решения для оценки посевов и помогают организовать оперативную помощь в условиях стихийных бедствий.

В рамках данного проекта, который реализуется с 2021 года на средства Агентства Соединенных Штатов по международному развитию (ЮСАИД), производится объединение данных, собираемых прямо в полях с помощью мобильного приложения, с данными спутниковых снимков тех же полей, сделанными из космоса. На основе этих объединенных данных, обработанных с помощью моделей машинного обучения, составляется более точная карта пахотных земель, которая позволяет получить представление о состоянии посевов.

Особенно важным объединение полевых и спутниковых данных является для таких стран, как Малави и Намибия, где в большинстве регионов преобладают мелкие фермерские хозяйства, в связи с чем установить границы сельскохозяйственных угодий на основе одних лишь спутниковых снимков затруднительно.

Последствия циклона "Фредди"

В Малави ФАО и программа NASA Harvest, которой руководит Университет Мэриленда, организовали экспресс-оценку затопления территорий, вызванного тропическим циклоном "Фредди" в марте­­–апреле 2023 года. Для проведения оценки использовались разработанные в рамках проекта инструменты на основе цифровых технологий и дистанционного зондирования.

Всего за шесть дней в Малави выпала полугодовая норма осадков, циклон унес жизни более 500 человек и вынудил около 565 тыс. человек покинуть свои жилища. Ситуацию усугубило то, что это погодное явление обрушилось на Малави в конце сезона дождей, когда уровень воды в реках повышается.

По итогам оценки, которую проводило Министерство сельского хозяйства Малави при технической поддержке специалистов ФАО на местах и NASA Harvest, были собраны данные о 2095 полях в 11 округах Южной области страны.

О затоплении полей сообщили 86 процентов обследованных фермерских хозяйств. Наводнение лишило запасов продовольствия около четверти малавийских фермеров и почти в 40 процентах хозяйств циклон привел к гибели скота. Чуть ли не все опрошенные фермеры утверждали, что нынешнего урожая будет недостаточно для того, чтобы прокормить семью до следующего, который будут собирать в апреле 2024 года.

Важно отметить, что на сбор этих подробных данных ушло несколько дней, а не недель. В условиях чрезвычайной ситуации быстрота и точность оказания помощи и принятия мер реагирования играют решающую роль.

"Результаты оценки ситуации на местах дали ценную информацию о последствиях циклона «Фредди», снабдив правительство данными, необходимыми для своевременного оказания чрезвычайной помощи наиболее пострадавшим районам и населению", – отметил экономист ФАО Джонатан Паунд, который работает с ГСИРП.

Как собирают данные

Сбор первичных данных для экспресс-оценок, наподобие проведенной в Малави, осуществляется следующим образом: сотрудники министерства сельского хозяйства, прошедшие в виртуальном формате подготовку ФАО и NASA Harvest, собирают данные на местах, используя мобильное приложение. Подключенное к глобальной системе позиционирования (GPS) приложение позволяет определять точные границы поля. У приложения интуитивно понятный интерфейс, а для сбора данных местным специалистам достаточно пройти между рядами посевов. Приложение можно использовать и без подключения к интернету, что способствует сокращению расходов и предоставляет пользователю свободу действий, позволяя загрузить данные позже.

Каждому полю присваиваются GPS-координаты и метка, соответствующая типу посевов, приводится разнообразная дополнительная информация о фермерском хозяйстве. Затем полученные данные используются для тренировки моделей машинного обучения, которые определяют границы поля и тип посевов с помощью спутниковых снимков и составляют карты высокого разрешения.

В пострадавшей от засухи 2023 года Намибии местные должностные лица и специалисты по распространению сельскохозяйственных знаний провели с помощью мобильного приложения 4,5 тыс. опросов вместо 600 опросов на бумаге, которые были бы проведены за то же время. Этот метод не только обеспечивает доступность и точность анкетирования, но и сокращает время на обработку данных благодаря их стандартизированности.

Такой подход существенно ускоряет сбор данных и экономит расходы, и еще одним "важным его преимуществом является значительное повышение качества собираемых данных", – считает сотрудник странового представительства ФАО в Малави Сэмюэль Киричу.

Это особенно актуально для мелких фермеров, которые не всегда имеют четкое представление о площади своих земель. Получая точные данные, они могут более разумно распоряжаться вводимыми ресурсами, такими как семенной материал и удобрения, что в свою очередь предотвращает избыточное внесение удобрений и сокращает расходы фермерского хозяйства.

По словам Кристины Джастис, координатора NASA Harvest по вопросам продовольственной безопасности и раннего оповещения, собранные на основе такого подхода данные также помогают выявить зарождающиеся угрозы для посевов, например, засухи и болезни. Кроме того, "предварительные данные об урожайности, полученные за несколько месяцев до сбора урожая, приносят огромную пользу", способствуя улучшению планирования на всех этапах агропродовольственных товаропроводящих цепочек.

В свете ожидаемого в Малави снижения урожайности из-за последствий Эль-Ниньо в текущем периоде вегетации эти данные представляют особую ценность.

"Тщательный мониторинг посевов и мгновенный доступ к данным такого мониторинга в этом сезоне особенно важны", – отметил Паунд.

ФАО и NASA Harvest планируют предоставлять министерствам сельского хозяйства Малави, Намибии и Казахстана предварительные оценки урожайности в
2023–2024 годах. Кроме того, партнеры занимаются дальнейшим развитием системы обследования состояния посевов на базе мобильного приложения и намереваются увеличить число стран, участвующих в проекте.

Ссылки на тему

Дополнительная информация

• Веб-сайт: Глобальная система информации и раннего предупреждения по проблемам продовольствия и сельского хозяйства (ГСИРП) 
• Веб-сайт: Справочная информация ФАО о стране: Малави
• Веб-сайт: NASA Harvest