zelenyikot


Открытый космос Зеленого кота

Космос ближе, чем кажется


Previous Entry Share Next Entry
Хлеб из вакуума: как космос может накормить
zelenyikot


Частенько встречаются вопросы: зачем летать в космос, когда в Африке дети голодают? В нем действительно был смысл когда космическая гонка вынуждала передовые государства запускать людей в космос ценой колоссальных расходов, без надежды извлечь практическую пользу из вакуума. Сейчас уже другое время, в котором космос может накормить. Точнее, повысить эффективность сельского хозяйства.

19 августа глава Роскосмоса и Минсельхоз подписали соглашение о "повышении эффективности использования земель сельскохозяйственного назначения, проведения государственного мониторинга земель и снижения бюджетной нагрузки за счет объединения усилий Сторон по получению, обработке и использованию информации с космических систем ДЗЗ (дистанционного зондирования Земли) и ГЛОНАСС в интересах поддержки государственной аграрной политики и обеспечения продовольственной безопасности России".

Хорошее ли дело затеяли Роскосмос с Минсельхозом? Как и про многое из того, что делается после начала реформ Роскосмоса, можно уверенно сказать "Давно пора!". Даже странно, что имея уже неплохой парк космических аппаратов дистанционного зондирования Земли и рабочий ГЛОНАСС, об их практическом применении в сельском хозяйстве задумались только сейчас. Сколько уйдет времени на реализацию целей, прописанных в соглашении – это другой вопрос.

А как вообще навигационные и оптические спутники могут помочь труженикам села?

Наблюдение за земной зеленью из космоса ведут применяя особый алгоритм обработки мультиспектральных данных, называемый «индекс вегетации» (NDVI - Normalized Difference Vegetation Index). Для этого спутники снимают поверхность не в видимом диапазоне (красный/зеленый/синий - RGB), а с захватом ближнего инфракрасного (красный/зеленый/ближний инфракрасный – RGNir или просто NIR). В результате получаются довольно эффектные и сюрреалистичные кадры.



Но сами по себе фотографии не столь ценны, как информация, полученная после применения алгоритма NDVI.



Физический эффект, который используется для расчета индекса вегетации – это свойство хлорофилла растений лучше поглощать свет видимого диапазона и отражать инфракрасный. В инфракрасном свете трава и листва "светится" гораздо ярче чем в видимом.


lightroom.ru

Анализируя разницу в яркости на снимках можно получать больше информации о зелени. Более того, поскольку инфракрасный отражается только живыми клетками с хлорофиллом, становятся заметнее любые изменения, связанные с угнетением развития растений: гниение, засуха, нехватка удобрений, вредители. То есть, то, что является очень ценной информацией для земледельца, и на что он в какой-то мере способен повлиять. При достаточно высокой калибровке и накоплении опыта, можно даже сорта растений на полях отличать.

В Европе и Америке спутниковые возможности стали основой нового направления сельскохозяйственной деятельности - precision agriculture – «умное» или «точное земледелие». Когда, фактически, спутник подсказывает время и необходимость сельскохозяйственных процедур, а программы рассчитывают интенсивность внесения удобрений, пестицидов, полива, прополки, посева и уборки. А с развитием беспилотной техники: грузовиков, тракторов и комбайнов, процесс управления фермой, всё больше приближается к игре «Ферма» чему способствуют навигационные спутники ГЛОНАСС/GPS.

В России «точное спутниковое земледелие» пока развивают только частники. Для этой цели частная космическая компания "Даурия Аэроспейс", которая занимается производством спутников, начала сотрудничество с компанией ExactFarming, которая разрабатывает систему управления фермерским хозяйством: карты, статистика, климатические данные, графики обработки полей, постановка задач и отслеживание выполнения… Важной составляющей системы является т.н. «карта неоднородностей» на основе индекса NDVI – динамики развития зеленых насаждений на полях. На такой карте можно видеть состояние посевов на разных участках поля - где больше зеленой массы, где меньше. Исходя из этих данных планировать работы на поле и прогнозировать урожай. Обновления с информацией о полях приходят раз в 8-16 дней.



С точки зрения пользы в сельском хозяйстве, важную роль играет не одиночный снимок из космоса, а несколько кадров, с различным периодом, для прослеживания динамики и направления процессов. Соответственно требуется регулярная съемка одного и того же участка и чем чаще тем лучше.

К примеру, Роскосмос обещает съемку всей России раз в неделю, для сельского хозяйства – это приемлемо, хотя облачность в некоторые дни будет сокращать фактическую частоту в два-три раза. Российская группировка спутников, способных предоставлять необходимые данные, еще расширяется. Как раз "Даурия Аэроспейс" изготовила два таких аппарата по заказу Роскосмоса. Ждем теперь когда полетят.



Назначение пары экспериментальных спутников “МКА-Н” - съемка для сельского хозяйства и NDVI. Изначально Роскосмос просил просто фотоспутники в формате CubeSat, с довольно широким диапазоном выбора характеристик оптики, но компания в инициативном порядке выбрала такой режим, который позволяет приносить практическую пользу.



Другой вопрос, что пока имеются серьезные проблемы с доступностью российских снимков. же десятки хозяйств, общей площадью почти 1 млн га (0,5% от всех по России), пользуются сервисом ExactFarming. Однако карта неоднородностей, по которой сейчас работают российские фермеры, создается без участия Роскосмоса.

Россия обладает группировкой гражданских космических аппаратов "Ресурс-П", которая позволяет осуществлять еженедельную съемку территории страны в требуемом диапазоне и с требуемым разрешением (прибор КШМСА), но российские фермеры вынуждены пользоваться съемкой американских спутников Landsat и французского Sentinel-2. Даже в Яндекс Картах не найти российских снимков, потому что их не продавали частникам!

Для нужд сельского хозяйства оптимально подходит съемка с разрешением 22 метра. Это достаточно, чтобы наблюдать за полями и достаточно, чтобы за один пролет спутника захватывать широкую полосу в сто километров. Один такой спутник способен снять всю Землю за 4 недели. На орбите их несколько. Данные Landsat и Sentinel-2 открыты и бесплатны для всего мира. Более того, программе Landsat уже более 30 лет, и доступен архив за всё это время. Так, пользователь бесплатной системы ExactFarming может узнать, как дела у него на полях в этом году, и что было в прошлом, и назад во времени до 2010 года.



С американских и европейских открытых серверов снимки может скачивать любой пользователь интернета. Вокруг этой возможности выросла целая инфраструктура частных сервисов. Одни скачивают космические снимки, обрабатывают их по алгоритму NDVI и по API раздают конечную информацию с результатами этой обработки. Другие строят вокруг этой информации решения для конечных пользователей. Частные спутники международной серии DMC делают свою съемку и ею можно дополнять бесплатные данные с американских и французских аппаратов. В результате, в ExactFarming, например, фермеру выдается не набор снимков, а готовая карта неоднородностей конкретного поля с хронологической шкалой.

21 сентября Роскосмос объявил о создании системы ЕТРИС, с которой он собирается выйти на мировой рынок спутниковых данных. Судя по официальному сообщению, в рамках ЕТРИС создан генеральный каталог хранимых данных космической съемки, объединивший все существующие российские архивы космической съемки. Однако по-прежнему непонятно, кому и на каких условиях будет предоставляться доступ к этому каталогу.

Для повышения эффективности спутниковой съемки, Роскосмосу стоило бы поступить по примеру Европейского космического агентства и NASA – открыть для всех данные, интересные для сельского хозяйства. И не ограничиваться только Россией, а снимать весь мир. Десяток тех же "МКА-Н" мог бы это делать каждую неделю. А дальше частный интерес и стремление фермеров к росту урожайности сделали бы все лучше любых официальных соглашений "о повышении эффективности". Так наши спутники поработали бы во благо всего Человечества, и голодных детей Африки в том числе!

zelenyikot и Егор Заикин.


promo zelenyikot december 8, 07:51 25
Buy for 800 tokens
Я не только пишу о космосе, но могу и рассказать о любимых темах для широкой или узкой аудитории. За последние два года я уже провел несколько десятков лекций во многих городах России. Часто приглашают на фестивали науки, профориентационные мероприятия для студентов, на конференции и выставки.…

"Искусство заголовка" )))

И от куда у меня была уверенность, чей комент будет первым?


Так это всё непилотируеая космонавтика. Зачем запускать спутники - понятно, не понятно зачем летать в космос.

Освоение других планет. На данном этапе это фантастика, но дорогу осилит идущий, а под лежачий камень и вода не течёт. А освоение других планет даёт огромные ништяки. Это и расселение населения - нас на земле уже 7 миллиардов, причём прирастаем мы уже по 1,5 миллиарда в 100 лет или даже быстрее. Мы и сейчас то ужиться не можем, а что будет, когда население станет 30-35 миллиардов и ресурсов и пищи хватать на всех не будет. Будет большая непрекращающаяся резня за жизнь. А тут отдушина по интересам - радикальные исламисты могут валить на какуюнить Третью Скорпиона и строить там себе теократическое государство с шариатом, коммуняки могут построить коммунизм на отдельно взятой планете, где никто не мешает, ролевики могут жить аки реальные хоббиты и орки)))) Благодать)) Опять же - ресурсы, знания о Вселенной и как следствие - развитие технологий. Сидя на Земле многого не знаешь. Скажем так - полеты в космос это вклад в будущее человечества. Так сказать пенсионные накопления.

Очень спорное обоснование -- запустить беспилотник (атмосферный спутник) намного дешевле и эффективнее. Кроме военной области применений особых преимуществ и нет никаких.

А здесь предлагал кто-то использовать пилотируемые аппараты?

Очень важным для ДЗЗ является частота, периодичность и систематичность.
Именно поэтому в Европе такие работы выполняются в рамках программ Sentinel, Envisat, Copernicus.
Европейское агенство создает, запускает и эксплуатирует аппараты, Еврокомиссия привлекает к работе крупные научные коллективы.
Это серьезный подход, ориентированный на устойчивое развитие.

А вот эти детские разовые поделки выглядят как несерьезный мелкий попил с привлечением какой-то артели с северо-китайским названием в ущерб комплексному подходу выглядят мелким попилом и имитацией бурной деятельности.

На самом деле облачность никто пока не отменял, и столь мощный пафос в сторону "систематичности" не уместен, эти проекты тоже много чего интерполируют.

есть нормальные вменяемые и экономически целесообразные серьезные проекты. Скажем геостационарное зеркало для ночного освещения крупных городов. Но Вас, уважаемый автор, несет либо в какую-то рутинную текучку, либо в маловменяемые прожекты, типа Масковских бредовых идей. Уж не знаю, почему так.

Я жил на Севере и наконец живу в городе, где темно по ночам.
Таких рационализаторов как ты надо в Кащенко отправлять.

Для начала поля неплохо начать удобрять, а не ставить сельскохозяйственные рекорды на тающих в пыль почвах. Минеральных удобрений страна производит, даже не покрывая минимум потребностей - при этом большая часть тут же едет в порты Балтики. Пока безо всяких спутников видно, где чего не хватает нашему сельхозу.

Когда уровень ухода за почвой поднимется от приемчиков 15 века хотя бы до 70х годов 20го - можно и этой красотой пользоваться.

Судя по тому, что при рекордах по валу доля пшеницы 3го хлебопечного класса упала с почти 50% в 2012г до 13% в этом - почвам п..ц, видимый невооруженным глазом с уровня поверхности планеты. Массово растет только фуражное дерьмецо, которое с лопаты накидывают в корыто населению.

И - как агроном-генетик - замечу, что можно было бы снять ограничения на выращивание генномодифицированных культур. По крайней мере технических (против пищевых параноики пока будут выть как стадо истеричных клуш... впрочем, почему как?) - льна и т.д. мы не едим.

Тот же золотой рис мог бы дать российскому сельскому хозяйству огромные перспективы...

>>> Частенько встречаются вопросы: зачем летать в космос, когда в Африке дети голодают?

Самое страшное, что может сделать наша цивилизация в этом случае (и, к сожалению, только это и делает) - их накормить.

Уже жрать нечего, нормальных продуктов нет, а эти проклятые ученые никак не успокоются, пока не потравят все население шарика.


Население потравят не ученые ГМО и новыми материалами, а размножающиеся дикари своим же дерьмом.

Будущее с/х не в беспилотных комбайнах и спутниках, обслуживающих бескрайние моно-культурные поля, а в семейных эко-фермах.
Именно в их развитие нужно инвестировать и в Европе это уже поняли...

Будущее с/х не в нелепых экофермах, а в:

- Широком использовании генной инженерии для решения проблем создания новых сортов и пород в короткие сроки
- Максимально эффективном использовании почвы за счет точного земледелия
- Применения технологий почвосбережения и почвовосстановления в глобальном масштабе

Космос в стране с мумией и православных ватников - это круто! Зачем космос и земля? Захватил Украину, Польшу и т.д. И пускай работают. А из космоса за ними следить. Чтобы не сачковали. И чтобы свои ватники низко до земли кланялись ботоксу.

(Deleted comment)
...При систематическом недоедании крестьянства Российской Империи...

У нас только в позапрошлом году официально разрешили использовать спутниковые данные с зарубежных спутников. До 17 декабря 2014 года спутниковый снимок с высоким разрешением, сделанный хоть американским, хоть французским спутником, подлежал засекречиванию как только он пересекал границу России.

Поскольку с тех пор персонал в Роскосмосе не поменялся, я крайне скептически отношусь к возможности Роскосмоса выйти на гражданский рынок ДЗЗ. Там сидят люди, которые считают что секретность это нормально.



Тема хорошая, пост хороший, наши спутники ДЗЗ - так себе, а Роскосмос уж совсем нехороший.
Даже без этих новых соглашений государство последние годы выделяет довольно крупные суммы на развитие ДЗЗ (в то числе на мегасуперпупер проект ЕТРИЗ). Однако, эффективность их использования оставляет желать лучшего. Гораздо полезнее было бы выделять деньги адресно на конкретные практические задачи, тогда было бы с кого и что спрашивать. А так, деньги осваиваются, что-то там делается, а есть ли с этого реальный прок - это уже не так важно. Именно так я понимаю позицию Роскосмоса.

"деньги осваиваются, что-то там делается, а есть ли с этого реальный прок - это уже не так важно" - это принцип работы всех госкорпораций. Которыми, к сожалению, в России заменили почти весь крупный частный бизнес, тем самым добивая и без того чахлую экономику.

Я не говорю что космос должен быть частным, но и бездарное проедание гос.бюджета не приносит пользы. Нужно планирование, стратегии, цели... Но космос нынешнему правительству неинтересен совсем, это понятно.

"Частенько встречаются вопросы: зачем летать в космос, когда в Африке дети голодают? "---А страны Африки разве в космос летают ?

Вообще убивают напрочь такие вопросы .По этой логике не должно было быть экспедиций Колумба , Магеллана , Васко да Гамы и т п .

А они были? Экспедиции? Аль токмо по бумажкам известно? А сколько кораблей было у Колумба? А Почему Америка а не Колумбия? И еще масса вопросов.......

Да никак. Полеты, ракеты, бонусы, шмонусы получают за счет налогов. А прибыль от продажи зерна за кордон, получают конкретные личики. И в России продукты не дешевеют, ибо продукты нужны всегда. Никак космос не поможет


Бред какой-то. Зачем запускать спутник, если все тоже самое можно получить с помощью самолета, беспилотника или квадрокоптера?!Овчинка выделки не стоит. А Зеленому коту не дают покоя лавры Маска.

Представьте себе, достаточно регулярные облеты самолетами всей территории России стоят на порядок (а возможно и не на один) дороже чем, запуск спутника и его эксплуатация. Возможно использование беспилотников способно удешивить эту задачу, но их придется настругать великое множество и, наверняка, получится очень дорого.

Пустая затея...

Это бы могло работать, если бы поля фермера находились бы на расстоянии более 100 км, а т.к. на практике такого нет, то затея пустая.
Информация о лесных пожарах могла быть полезной для МЧС...

Re: Пустая затея...

Информация о лесных пожарах вполне полезна для добровольцев Гриписа. Когда их местные казаки с пожарища не прогоняют.

Прекрасная статья, спасибо, очень интересно!

Когда Марс засевать начнем?)

Сначала, я думаю, надо туда забросить бактерии чтобы те кислород навыделяли. Одновременно с этим надо как-то поднять атмосферное давление. И тогда, лет через 500, может быть можно будет начать сеять ))

"Даурия Аэроспейс .. начала сотрудничество с компанией ExactFarming" Виталий, в чем суть сотрудничества? Упоминаемые "МКА-Н" принадлежат Роскосмосу, будущие снимки с этих спутников, я полагаю, тоже... Планируется что-то запускать в рамках сотрудничества?

Пока сооснователи Даурии инвестировали в EF, а потом, если всё пойдет хорошо, и до совместных спутников дойдет, я надеюсь.

(Deleted comment)
Зелёный Кот — гуру кликбейта!:D

В нашем городе дети не голодают, но лечить негде. Детская поликлиника последний раз ремонтировалась при Ельцине, а запись на прививку на 3 месяца вперед. Да и в детские садики надо записываться за 3 года. Может отдать особняки олигархов под детские сады и больницы? Зачем они им, если все-равно живут за границей?

Edited at 2016-09-30 12:07 pm (UTC)

Та вообще не вопрос. Вот только решать кто будет, чьи особняки отдавать, а чьи нет? Вы лично? Ну-ну, решайте. Вот только не забывайте, что особняки олигархов кончатся очень быстро, а ваши аппетиты к тому времени только подрастут. Что будет дальше рассказывать, или всё-такие не все уроки истории в школе прогуливали?

Edited at 2016-09-30 01:48 pm (UTC)

Частенько встречаются вопросы: зачем летать в космос, когда в Африке дети голодают?
Дык это очень просто - чтобы у них был повод встать из-под одной пальмы, посмотреть вверх и лечь под другую...

Поскольку теперь они, встав из под пальмы, смотрят не вверх, а на экран планшета/смартфона, космос не нужен, достаточно Голливуда.

?

Log in