Obserwacja Ziemi dostarcza danych wywiadowczych na rzecz inteligentnego rolnictwa Dane uzyskane w wyniku obserwacji Ziemi (EO) wykorzystano do stworzenia usługi back-end w zakresie analizy big data na potrzeby komercyjnych zastosowań inteligentnych gospodarstw rolnych oraz usług kontroli dotacji w ramach WPR, co oznacza znaczne korzyści dla europejskich rolników i instytucji. Gospodarka cyfrowa Żywność i zasoby naturalne Przemysł kosmiczny © Radu Bercan, Shutterstock Projekt SAGRIS, finansowany ze środków UE w ramach Instrumentu na rzecz MŚP programu „Horyzont 2020”, umożliwił stworzenie przystępnej cenowo, zorientowanej na rozwiązanie problemu inteligentnej usługi back-end wspierającej podejmowanie decyzji. Opiera się ona na standardowych komponentach oprogramowania open source i otwartych danych z programu EO Copernicus. Program, wykorzystujący czujniki radarowe Sentinel-1, dostarcza ciągłej serii zdjęć z radarów o aperturze syntetycznej (SAR), niezależnych od pokrywy chmur, w celu tworzenia zagregowanych warstw danych statystycznych i dynamicznych obrazów złożonych w różnych skalach czasowych, umożliwiających identyfikację określonych rodzajów upraw i monitorowania ich rozwoju w sezonie wegetacyjnym. Pod kątem kondycjonowania niektórych roślin zdjęcia SAR z Sentinel-1 są kalibrowane za pomocą bezchmurnych danych wielospektralnych przyrządu Sentinel-2. Pozwala to na dostarczanie częstych, wiarygodnych i regularnych ocen skrajnych warunków wilgotności gleby i rozwoju upraw wiosną i latem, a także na sporządzanie map operacyjnych, zaleceń dotyczących rolnictwa i oceny szkód lub strat w uprawach. „SAGRIS staje się opartym na chmurze systemem przetwarzania zdjęć i analizy dużych zbiorów danych, przeznaczonym do monitorowania milionów działek rolnych, stale dostarczającym użytkownikom końcowym raportów sytuacyjnych i wczesnych ostrzeżeń o wszelkich negatywnych zdarzeniach”, mówi dr Gediminas Vaitkus, koordynator projektu i dyrektor litewskiego oddziału SME Geomatrix UAB. Moc łańcucha przetwarzania Projekt SAGRIS wykorzystuje dane EO w zastosowaniach dla użytkowników końcowych poprzez ekstrakcję i agregację informacji analitycznych z nieprzetworzonych zdjęć satelitarnych. Te z kolei przekształcane są w usługę back-end, dostarczającą danych z każdej działki do różnych zastosowań w inteligentnych gospodarstwach rolnych, a także do badań stosowanych w rolnictwie, ochronie środowiska i ekonomii. Ta usługa „łańcucha przetwarzania” danych EO, realizowana jako zbiór modułowych „bloków” przetwarzania danych, składa się z technologicznie niezależnych, ale funkcjonalnie wzajemnie powiązanych komponentów używanych w niektórych operacjach wstępnego przetwarzania danych ERPO oraz w operacjach o wartości dodanej. Bloki te mogą być wykorzystywane oddzielnie na platformach DIAS lub lokalnych klastrach do wykonywania pewnych zautomatyzowanych operacji przetwarzania, lub być łączone w zautomatyzowane procedury w celu stworzenia produktów informacyjnych o wyższej wartości dodanej. „Obecnie pracujemy nad modułami analitycznymi, które wykorzystują różne techniki analizy geoprzestrzennej i statystycznej – od prostego grupowania do skomplikowanego uczenia maszynowego”, wyjaśnia dr Vaitkus. Bloki SAGRIS są wykorzystywane do wstępnego przetwarzania zdjęć, map statycznych i dynamicznych oraz do próbkowania danych statystycznych. Ostatecznym celem tego procesu jest redukcja ilości danych EO do kompaktowych, ale złożonych baz danych analityki biznesowej, gotowych do zastosowania w eksploracji danych i uczeniu maszynowym. „Statystyczne próbkowanie działek dostarcza ogromnych ilości danych z zakresu analityki biznesowej do różnych zastosowań analitycznych i studiów przypadków. Nawet w stosunkowo małym kraju, jakim jest Litwa, SAGRIS może zebrać setki milionów pomiarów statystycznych na działkę przy pomocy serii czujników Sentinel 1 i 2, dostarczając bezprecedensową próbkę danych z zakresu analityki biznesowej”, komentuje dr Vaitkus. Korzyści płynące z inteligentnego rolnictwa Połączenie czujników radarowych i optycznych daje pełny obraz gruntów rolnych i stanu upraw, umożliwiając wczesne ostrzeganie o zagrożeniach naturalnych, a także sprawną i dokładną ocenę szkód w uprawach, pomagającą w przygotowaniu wniosków o wypłatę ubezpieczenia lub dotację. Informacje dostarczane przez SAGRIS mogą być bezpośrednio wykorzystywane przez rolników do łagodzenia pojawiających się zagrożeń lub zmniejszania skutków ekonomicznych spowodowanych przez dzikie zwierzęta i niekorzystne warunki klimatyczne. Co najważniejsze, rozwiązanie to może przyczynić się do zmiany aktualnego paradygmatu wartości informacyjnej EO dla rolnictwa w ogóle. Zamiast grafik internetowych i subiektywnych opisów, mogących prowadzić do błędów i usterek, SAGRIS oferuje ciągły przepływ pomiarów i próbek danych satelitarnych z każdej działki, umożliwiający monitorowanie i rozwiązywanie konkretnych problemów przy użyciu mechanizmów AI. Dr Vaitkus podkreśla, że projekt SAGRIS ma jednocześnie istotny aspekt społeczno-gospodarczy. Usługi inteligentnego rolnictwa oparte na otwartych danych z systemu Copernicus powinny być dostępne finansowo dla drobnych rolników, którzy nie muszą dokonywać znaczących inwestycji początkowych. „Przewidujemy, że inteligentne usługi rolnicze oparte na publicznie dostępnych danych satelitarnych zapewnią przejrzystość procesów wspólnej polityki rolnej UE i będą sprzyjać samokształceniu, postępowemu nastawieniu i komunikacji między małymi i średnimi gospodarstwami rolnymi”, podsumowuje uczony. Słowa kluczowe SAGRIS, dane, rolnictwo, obserwacja Ziemi (EO), Copernicus
