Учредители журнала
Партнеры
Вы здесь: Главная 
Архив номеров № 1.2020 Интеллектуальные системы поддержки технологических решений в точном земледелии
Архив номеров № 1.2020 Интеллектуальные системы поддержки технологических решений в точном земледелииИнтеллектуальные системы поддержки технологических решений в точном земледелии
doi: 10.24411/0044-3913-2020-10109
УДК 631.58:551:5
В. П. ЯКУШЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, академик РАН, зав. отделом (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
В. В. ЯКУШЕВ, доктор сельскохозяйственных наук, член-корреспондент РАН, зав. лабораторией (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Д. А. МАТВЕЕНКО, кандидат сельскохозяйственных наук, старший научный сотрудник (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.)
Агрофизический научно-исследовательский институт, Гражданский просп., 14, Санкт-Петербург, 195220, Российская Федерация
Актуальность применения цифровых технологий точного земледелия (ТЗ) в производстве растениеводческой продукции в последние годы все более возрастает. Однако даже в развитых странах процесс их внедрения сдерживается из-за отсутствия на рынке интеллектуальных систем (ИС) поддержки, выработки и реализации агротехнологических решений на основе разнородных данных и проблемно-ориентированных знаний. Цель работы – обобщить опыт Агрофизического научно-исследовательского института (АФИ) в области применения ЭВМ в земледелии, представить современную структуру, принципы построения и схему системной организации сбора агротехнологических знаний и разнородных пространственно-атрибутивных данных, создать на этой основе прототип интеллектуальной системы поддержки плановых и оперативных технологических решений по прецизионному производству растениеводческой продукции. Функционал ИС обеспечивает формализацию декларативных агротехнологических и процедурных (математических моделей) знаний, осуществляет с помощью ГИС-инструментов генерацию электронных карт-заданий для дифференцированного выполнения агроприёмов на основе базы знаний и разнородных данных, включая данные дистанционного зондирования, а также поддерживает основные форматы данных, что позволяет импортировать/экспортировать пространственно-атрибутивную информацию при помощи различных протоколов обмена данными с бортовыми компьютерами сельхозагрегатов и мобильных комплексов. В результате применения ИС значительно улучшилось качество растениеводческой продукции, агрохимическая нагрузка на окружающую среду уменьшилась на 35…60 %, а окупаемость удобрений и средств защиты растений повысилась в 1,5…1,7 раза на фоне существенного роста урожайности. Апробацию ИС осуществляли на основе интеграции с отечественным бортовым навигационным оборудованием «Агронавигатор Плюс» и робототехническими агрегатами на базе машин РМУ-8000.
Ключевые слова: точное земледелие, интеллектуальные системы, базы данных и знаний, электронные карты-задания, глобальные системы позиционирования, дистанционное зондирование Земли, аэрокосмические методы и средства, оптические характеристики посевов, информационно-измерительные системы, программно-аппаратные средства.
Для цитирования: Якушев В. П., Якушев В. В., Матвеенко Д. А. Интеллектуальные системы поддержки технологических решений в точном земледелии// Земледелие. 2020. № 1. С. 33–37. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10109.
Intelligent systems for technology decision support in precision agriculture
V. P. Yakushev, V. V. Yakushev, D. A. Matveenko
Agrophysical Research Institute, Grazhdanskiy prosp., 14, Sankt-Peterburg, 195220, Russian Federation
Abstract. The extensive application of digital technologies of precision agriculture (PA) in crop production without any doubt is of immediate interest nowadays. At the same time, even in the developed countries, the adoption of PA technologies is restrained by the lack of intelligent systems (IS) for decision support and agrotechnological solution implementation based on the heterogeneous data and problem-oriented knowledge. The purpose of the work was to summarize the experience of Agrophysical Research Institute (AFI) in the field of computer applications in agriculture, to present a modern structure, construction principles and a systematic organization diagram for collecting agrotechnological knowledge and heterogeneous spatial-attribute data, to create on this basis a prototype of an intelligent system for supporting planned and operational technological solutions for the precision production of crop products. The IS functional provides the formalization of declarative agro-technological and procedural (mathematical models) knowledge, generates electronic maps applying GIS tools for variable-rate technology implementation based on heterogeneous data and knowledge base, including remote sensing data, and supports the main data formats to import/export spatial attribute information using various data exchange protocols with on-board computers of agricultural equipment and mobile complexes. As a result of IS application the quality of crop production considerably improved, the agrochemical impact on the environment reduced by 35–60%, the recoupment of fertilizers and crop protection means increased 1.5–1.7 times with essential growth of crop yield. Practical evaluation of the intelligent system was realized by integration with the domestic on-board navigation equipment «Agronavigator Plus» and robotic units based on RMU-8000 vehicle.
Keywords: aerospace techniques and methods; data and knowledge base; electronic control card; global positioning system; hardware and software; information and measuring systems; intelligent systems; optical characteristics of crops; precision agriculture; remote sensing of the Earth.
Author Details: V. P. Yakushev, D. Sc. (Agr.), member of the RAS, head of department (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); V. V. Yakushev, D. Sc. (Agr.), corresponding member of the RAS, head of laboratory (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.); D. A. Matveenko, Cand. Sc. (Agr.), senior research fellow (e-mail: Адрес электронной почты защищен от спам-ботов. Для просмотра адреса в вашем браузере должен быть включен Javascript.).
For citation: Yakushev VP, Yakushev VV, Matveenko DA. [Intelligent systems for technology decision support in precision agriculture]. Zemledelie. 2020;(1):33-7. Russian. doi: 10.24411/0044-3913-2020-10109.
