Как «летающие крылья» помогают фермерам

Применение беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) в сельском хозяйстве Казахстана пока не получило широкого распространения. Основные заказы приходят на отрисовку электронных карт полей. Хотя потенциал технологии намного шире - от создания 3D-моделей рельефа сельхозугодий до отслеживания хода вегетации. Об этом порталу ElDala.kz рассказал Сергей Крыцкий, директор компании «Геоскан-Казахстан».

Все интервью в формате видео можно посмотреть тут:

Интервью в аудиоформате можно послушать тут:

Задачи для беспилотника

- Какие именно задачи позволяют решить дроны в аграрном секторе?

- Основная, которая по сути сейчас и является единственно востребованной в Казахстане, - обследование и инвентаризация земель. Кроме того, возможно оперативное создание карт вегетационных индексов (включая самый известный - NDVI, и прочие) с последующим анализом полученных данных при сопровождении систем точного земледелия. Также решаются задачи контроля по проведению агротехнических мероприятий и соблюдения законодательства в области землепользования.

Есть ряд новых направлений, таких как использование данных беспилотника для задач агрострахования.

Также есть возможности, которые у нас пока вообще не используются, но в ряде стран применяются, - дифференцированный внос каких-то удобрений на поля при помощи БПЛА. Есть определенная группа беспилотных летательных аппаратов, которые в качестве полезной нагрузки несут емкость с теми же удобрениями и могут их распрыскивать в зависимости от поставленной задачи. Это так называемые методы точного земледелия, предполагающие дифференцированный внос удобрений.

- То есть для этого нужны какие-то аппараты, которых у нас в стране пока нет. А какие БПЛА в Казахстане сейчас используются, каким оборудованием они оснащены? Какие программные продукты там используются - казахстанские разработки или мировые?

- Если говорить про то, что сейчас используется в Казахстане, то это БПЛА самолетного типа, которые позволяют достаточно быстро обследовать обширные территории.

- «Самолетного типа» - это говорит об их больших размерах?

- Необязательно, просто по внешнему виду они напоминают самолет. Размеры у них от 1 метра и больше в размахе крыльев. Иногда их еще называют «летающее крыло». Кроме того есть коптеры.

Читать по теме: Как «цифра» поможет сэкономить фермерам

В качестве полезной нагрузки они могут нести фотокамеры, которые снимают в видимом диапазоне, различные мультиспектральные камеры (одноканальные, многоканальные). Также для решения задач в животноводстве можно использовать тепловизоры - например, для поиска животных. Вот это три основных вида полезной нагрузки, которые используются на БПЛА как самолетного типа, так и на коптерах.

- От чего зависит выбор типа летательного аппарата?

- В первую очередь от площади, которую необходимо исследовать. Время полета коптера - до 1 часа и более низкая скорость. Самолет летает 3-4 часа, также может подниматься на большие высоты, соответственно, обследует большие площади. За один полет продолжительностью 2,5-3 часа, из нашего опыта, можно обследовать от 1,5 тыс. до 4 тыс. га, в зависимости от поставленной задачи.

- Сделать аэрофотоснимки - только первый этап. Какие программные продукты вы используете для их обработки и анализа?

- Мы используем различные программные продукты. К сожалению, казахстанских разработок тут нет - имеется в виду склейка всего многообразия снимков в одну большую карту, которая позволяет проводить анализ. Рельеф, контуры, площади… А если мы говорим про мультиспектральные снимки, то это карты вегетационных индексов и анализ каких-то участков по угнетению растительности.

В партнерстве с учёными

- Какая услуга сейчас наиболее востребована в Казахстане? Какие задачи чаще всего фермеры просят решить с помощью беспилотников?

- Сейчас наиболее востребована услуга по созданию высокоточных электронных карт полей. При составлении карт мы сравниваем полученные данные с кадастром и находим отклонения от него на 15-20% площадей. То есть либо земли не используются, хотя по кадастру они принадлежат данному сельхозпредприятию. Где-то, наоборот, залезли на чужой участок. Все это можно оперативно и точно выявить.

Также фермеры заказывают услуги по определению рельефа сельхозземель - построение поверхностных водостоков для понимания того, где влага скапливается, а где ее недостаток. Эта информация важна для планирования различных агротехнических мероприятий.

По индексам вегетации ситуация такая, что технология была бы востребована у предприятий, располагающих техникой для дифференцированного внесения удобрений.

- А ее нет?

- Постепенно эта техника появляется, и чтобы ее использование было наиболее эффективно, такие обследования сельхозпредприятиям нужны. Чтобы по каждому участку поля, по каждому квадратному метру было понимание, где и почему угнетена растительность - где азота добавить, где еще чего-то. А где развитие растительности превышает показатель, дозу удобрений можно уменьшить, что даст экономию и воспрепятствует полеганию культур и другим возможным негативным последствиям.

Читать по теме: Как цифровизация совершенствует управление агрохолдингом

- Хоть эта услуга сейчас не особо востребована, потенциально она возможна к применению на каких культурах - зерновые, сады, овощи? Я так понимаю, есть технологии, позволяющие следить за развитием клубней под землёй?

- В основном беспилотник работает по поверхности вне зависимости от того, какая это культура - зерно, овощи, сады. По всем ним мы можем получить разнообразную полезную информацию. По тому, как развивается корнеплод, - какие-то косвенные показатели мы можем получить благодаря анализу надземной части растения.

Кстати, наука сейчас уделяет большое внимание этому направлению. Мы знаем несколько грантов, которые получили вузы на проведение таких исследований. Работа идет, и мы уверены, что результаты будут положительными, что позволит популяризировать данные технологии и показать, какую пользу, какой экономический эффект они несут сельхозпредприятию. Потому что фермеры пока относятся к этим возможностям достаточно осторожно.

Плюс космомониторинг

- У нас, когда говорят об электронных картах и отслеживании вегетации, чаще всего обращают внимание на возможности космомониторинга и использования спутниковых снимков. Технологии БПЛА и спутниковые друг друга заменяют или могут  использоваться фермерами совместно?

- Правильнее говорить, что эти технологии друг друга дополняют. Когда мы говорим о крупном предприятии, у которого большие площади и ему в какой-то момент нужно получить оперативную информацию о состоянии посевов сразу на всей территории, то, конечно, ему проще использовать спутниковые снимки.

Но тут я бы хотел заострить внимание на том, что для этого нужны не те спутниковые снимки, которые сегодня есть в бесплатном доступе, а снимки высокого разрешения 30-50 см. Только тогда можно не просто понять, засеяно поле или нет, а рассмотреть его очень подробно.

Беспилотники дают более точную, более детальную картинку, которая в первую очередь будет востребована при дифференцированном вносе удобрений или пестицидов. Если взять стоимость, то, конечно, БПЛА будет несколько дороже. Но у беспилотника есть большое преимущество: если на территории, которую надо исследовать, облачность, то никакую информацию по спутниковым снимкам взять невозможно. А у нас есть регионы, где облачные в месяц дней 15-20. Тут помогут только БПЛА, которые могут летать на высоте от 150 метров до 1 км - ниже облаков. В целом беспилотники могут летать в любую погоду, хотя есть ограничения по силе ветра и интенсивности осадков.

Что касается производительности, то при использовании нескольких аппаратов мы снимали до 15 тыс. га в день.

Читать по теме: Реальные выгоды цифровых систем

- Просчитывался ли экономический эффект использования БПЛА в сельском хозяйстве?   

- Есть много информации об этом на основе проведенных научных изысканий. Получается, что при дифференцированном внесении удобрений достигается экономия 15-20%, увеличение урожайности - 5-10%. Это что касается изучения индексов вегетации.

Если же БПЛА используются для уточнения границ участков, то тут экономия достигается за счет снижения налогов на неиспользуемые земли либо фермер начинает использовать те земли, которые ранее не считал своими.

Очень неплохой эффект несет анализ электронных карт полей на предмет поиска оптимальных маршрутов для подвоза семян, ГСМ, удобрений, да и вообще планирования работ.

В России были исследования совокупного экономического эффекта от использования БПЛА - затраты окупаются как минимум в два раза.

Еще более выгодно для фермера приобретение собственного беспилотника, а не использование сторонних услуг. Сегодня беспилотники достаточно просты в управлении, это может освоить любой. Есть специальные аппараты с комплектацией под задачи агросектора.

Step by step

- Насколько широко эта технология сейчас используется в Казахстане? И можно ли сравнить ее внедрение у нас с соседями - Россией, Украиной?

- По Украине сказать не могу, не сталкивался с этим вопросом. А в сравнении с Россией могу сказать, что внедрение беспилотных летательных аппаратов в сельское хозяйство идет примерно одинаковыми темпами. Там это началось несколько раньше, лет семь назад, поскольку в РФ есть собственное производство беспилотников. Но сейчас в Казахстане активность также выросла.

Развиваться нужно step by step, и если сейчас данные со спутников применяются очень активно, то следующий шаг - более широкое использование БПЛА.

Тем более сейчас завершается несколько проектов в отраслевых НИИ по точному земледелию, и там как раз предполагается использование беспилотников. Мы сотрудничали с учеными в рамках этих проектов, оказывали им услуги и по консультированию, и по самой аэрофотосъемке. Думаю, результаты этих исследований послужат более активному внедрению таких технологий.

- Это, наверное, в столичном КазАТУ им. С. Сейфуллина?

- Да, два года назад этими исследованиями занялся КазАТУ, а в прошлом году подключился и Казахский национальный аграрный университет, расположенный в Алматы. Есть финансирование и на нынешний год по задачам, которые решаются с помощью беспилотников. В 2019-м мы оцифровали порядка 200 тыс. га в Северо-Казахстанской области.

Сейчас нам интересно участвовать в проектах (и мы готовы делать это практически безвозмездно), когда идут изыскания того, как по данным аэрофотосьемки определять, какая именно культура растет на поле.

- То есть когда мониторинг проводится, можно будет посмотреть - сорняки на поле растут или пшеница?

- Конечно, и это достаточно интересная задача. Потому что развитие тех же сорняков в различных климатических поясах, даже на территории Казахстана, оно различается. Тема интересная, и нам было бы интересно поучаствовать.

Читать по теме: Почему Казахстан каждый год теряет до 25% зерна

Плюс еще одно направление - сейчас очень много говорят про цифровизацию сельского хозяйства. Но это не только электронные карты полей, это еще и оцифровка бизнес-процессов внутри самого предприятия. Это тоже несет большой экономический эффект.

- Например, экономия горючего.

- Верно, и много всего еще. Например, можно провести анализ того, как отработала техника на севе или обработке полей, чтобы исключить ошибки. Ведь каждая ошибка - это потери. Для нас это интересно, и мы смотрим в этом направлении - создание таких сервисов, такого программного обеспечения, которое позволяло бы анализировать все - от того, как залили бензин в технику весной, и заканчивая тем, как собрали урожай и увезли на элеватор. Получать такие оперативные данные важно для предприятий, у которых сотни тысяч гектаров посевных площадей. Тут в комплексе могут использоваться данные и с БПЛА, и с космических снимков, информация по погоде. Все связать воедино - очень интересная задача.

Внимание этим вопросам большое. Конечно, государство могло бы оказать определенную поддержку развитию этого направления, например, предоставлением льготных кредитов на приобретение аппаратов фермерами. Это будет всем выгодно.

- Спасибо за интересный рассказ! Надеюсь, Минсельхоз услышит ваши предложения и поможет какими-то инструментами господдержки внедрению передовых технологий в аграрный сектор.

- Спасибо вам за интерес!

Сергей Буянов