Беспилотники и программные комплексы помогут аграриям локализовывать заражения посевов, экономно распределять технику и выводить новые сорта растений.

На XVI российской конференции "Распределенные информационно-вычислительные ресурсы. Наука - цифровой экономике" (DICR-2017) специалисты Сибирского федерального научного центра агробиотехнологий РАН рассказали о том, как используются современные способы анализа данных в сельском хозяйстве.

Беспилотная сельхозавиация
Программный сервис с использованием беспилотных летательных аппаратов (БЛА) позволит специалистам сельскохозяйственной отрасли дистанционно диагностировать заражения посевов по результатам анализа фото- и космоснимков.

C 2016 по 2017 год сотрудники лаборатории изучения физических процессов в машинах и механизмах Сибирского физико-технического института аграрных проблем (подразделение СФНЦА РАН) проводили опытные полеты БЛА с камерой на борту над полями центра. Дрон в разных спектрах фотографировал посевы в течение полного производственного цикла: от момента появления проростков до осенней уборки урожая. Аппарат запускали в разное время дня и пытались определить, где находятся "больные" участки, чтобы впоследствии разработать методику автоматического определения зараженных зон. Причем локализовывать предполагается не только площадь и местоположение, но и тип заражения: оно может быть вызвано, например, микроорганизмами или насекомыми и определяется на снимке по цветности, а также по различиям в тепловом спектре.

Проект специалистов СФНЦА, в работе которого участвуют еще три учреждения СО РАН - Институт автоматики и электрометрии, Институт вычислительных технологий, ФИЦ Институт цитологии и генетики - получил грант в конкурсе междисциплинарных исследований. В рамках этого проекта планируется разработать методику по экономическому обоснованию применения технологии обнаружения и локализации поражений посевов сельскохозяйственных культур на разных уровнях управления, создать технологию раннего обнаружения и локализации поражений посевов, новые алгоритмы и методы управления БЛА, а также соответствующее программное обеспечение для беспилотного летательного аппарата и для пользователя.

- В конечном итоге предполагается запуск единого сервиса, используя который, пользователи получат доступ к таким данным, как, например, снимки полей со спутника и БЛА, автоматически локализованные заражения, типы вредителей и методы их устранения. Пользователь может внести свои данные (уточнить тип заражений, вручную подкорректировать места и объемы поражений) по результатам регламентированных выходов специалистов в поле. Информация будет накапливаться, обрабатываться, что позволит постепенно уточнять модель автоматического распознавания заражений. Если говорить о масштабах применения такого сервиса - в идеале, хотелось бы, чтобы он работал по всей стране, пока мы его планируем опробовать локально на участках нашего центра в рамках научной разработки, - пояснил заведующий лабораторией изучения физических процессов в машинах и механизмах Сибирского физико-технического института аграрных проблем, кандидат технических наук Денис Николаевич Клименко.

Веб-комплекс "ПИКАТ" по формированию машинно-тракторного парка - еще одна действующая разработка этой же лаборатории, позволяющая фермерам рассчитывать наиболее выгодную с точки зрения материальных, временных и трудозатрат расстановку техники.

- Агроном или фермер вводит информацию о культурах: что и сколько он сеет, какие использует средства защиты, какая техника имеется в хозяйстве, цены на топливо, размер и способ выдачи зарплаты сотрудникам и другие параметры. Программа автоматически считает, какой вариант расстановки техники выгоднее, определяет, какие машинно-тракторные агрегаты ставить и в какое время. В сельском хозяйстве часто возникает ситуация, когда меняются погодные условия, а значит, и сроки уборки или сева, нагрузка на технику. Использование нашей программы позволяет сократить временные затраты на составление плана работ, - пояснила старший научный сотрудник лаборатории Елена Андреевна Лапченко.

"ПИКАТ" разрабатывался и апробировался на базе хозяйства ФГУП "Элитное" (Новосибирская область), в 2016 году его создатели получили свидетельство о государственной регистрации. В этом году будут написаны методические рекомендации к веб-комплексу.

- Сейчас можно приобрести подписку на программу: пользователю присваивается логин и пароль, подписчики входят на сайт и вносят информацию по своему хозяйству. Есть система обратной связи, очень подробный файл помощи. Нам можно писать, мы всегда ответим, поможем провести необходимые корректировки, - добавила старший научный сотрудник лаборатории Светлана Павловна Исакова.

В лаборатории моделирования физических процессов и систем СибФТИ разработан комплекс компьютерных программ, предназначенный для информационно-аналитического сопровождения различных этапов выведения новых зерновых культур.

Благодаря этому программно-алгоритмическому комплексу исследователи могут значительно повысить эффективность селекционного процесса, начиная от разработки модели сорта, планирования скрещиваний и заканчивая его интегральной оценкой.

Программы, входящие в комплекс, позволяют наметить полевые эксперименты, хранить полученные данные, проводить оценку селекционного материала и статистическую обработку. Такой мультифункциональный подход дает возможность глубоко проанализировать результаты многолетнего изучения сортов и линий по множеству признаков, в том числе хозяйственно-важных.

По сути, комплекс - это объединение трех программ: "DIAS - диаллельный анализ" - один из часто используемых методов оценки исходного селекционного материала. С его помощью определяется комбинационная способность генотипов и рассчитываются интегральные генетические параметры признака для прогноза эффективности селекционного процесса.

КП "Анализ экологической пластичности сельскохозяйственных культур" предназначена для расчета параметров, определяющих стабильность сортов и линий в различных условиях среды. С помощью этой программы рассчитываются показатели интенсивности и устойчивости индекса стабильности, а также классифицируются исследуемые формы по реакции на условия возделывания.

"Полевые опыты" - программа для хранения данных, полученных в результате экспериментов, и оценки селекционной ценности культур по комплексу хозяйственно-важных признаков на основе метода скалярного ранжирования для решения многокритериальных задач принятия решений. ПО "Полевые опыты" также используется для регистрации и оценки селекционного материала.

- Тестирование всего программно-алгоритмического комплекса проводилось на результатах селекционных исследований образцов яровых тритикале (гибрид пшеницы и ржи) с 2009 по 2013 г. В качестве объекта исследований использовались четыре сорта яровых тритикале из коллекции ВИР (Всероссийского Института Растениеводства им. Н.И. Вавилова - Прим. ред) и гибриды, полученные по полной диаллельной схеме 4×4 от скрещиваний этих сортов между собой, а также с озимым сортом селекции СибНИИРС. В результате была создана база данных, содержащая информацию об изучении образцов яровых тритикале по урожайности, качеству продукции, устойчивости к болезням и вредителям, - рассказала заведующая лабораторией моделирования физических процессов и систем СибФТИ кандидат сельскохозяйственных наук Ирина Геннадьевна Гребенникова.

Надежда Дмитриева

Источники

Цифровое сельское хозяйство
Наука в Сибири (sbras.info), 27/12/2017
Цифровое сельское хозяйство
Институт автоматики и электрометрии (iae.nsk.su), 28/12/2017

Похожие новости

  • 06/09/2016

    В Новосибирске проходит VII Российский семинар по волоконным лазерам

    В новосибирском Академгородке 5 сентября начался VII Российский семинар с международным участием по волоконным лазерам. Семинар является научным форумом, имеющим целью представление последних достижений и обмен мнениями между русскоязычными учёными, работающими в области волоконных лазеров в ведущих зарубежных и российских исследовательских, технологических и образовательных центрах.
    1673
  • 05/10/2017

    В Новосибирске прошел форум, посвященный сельхозмашиностроению и переработке агропродукции

    ​​​28 сентября в Новосибирске стартовал XIII инновационно-инвестиционный форум. В этом году он посвящен теме "Сельхозмашиностроение и переработка агропродукции". На пленарном заседании форума выступил зав.
    577
  • 14/09/2017

    10-я Всероссийская конференция «Физика ультрахолодных атомов»

    ​18-20 декабря 2017 года в новосибирском Академгородке (ИАиЭ СО РАН) состоится 10-я Всероссийская конференция «Физика ультрахолодных атомов». О конференции Всероссийская конференция "Физика ультрахолодных атомов" является ежегодным научным форумом, имеющим целью обсуждение новых теоретических и экспериментальных результатов в области лазерного охлаждения атомов и ионов, оптических стандартов частоты, ультрахолодных Бозе- и Ферми-газов, нелинейной лазерной спектроскопии.
    963
  • 14/06/2018

    7-я Международная научно-практическая конференция «Информационные технологии, наука и практика в цифровом развитии АПК»

    Приглашаем Вас к участию в работе 7-ой Международной научно-практической конференции Информационные технологии, системы и приборы в АПК –  АГРОИНФО-2018, которая проводится 24 - 25 октября 2018 года в р.
    266
  • 15/11/2017

    «Ломоносовские чтения на Алтае» стартовали в Алтайском госуниверситете

    ​14 ноября в опорном Алтайском государственном университете в рамках осенней сессии молодежного научного форума «Дни молодежной науки» состоялось торжественное открытие международной конференции «Ломоносовские чтения на Алтае: фундаментальные проблемы науки и образования».
    513
  • 11/04/2018

    Круглый стол «Научное приборостроение для нанотехнологий. Современное состояние. Возможности развития»

    ​Уважаемые коллеги, В новосибирском Академгородке 25 апреля 2018 года с 11-00 до 17-00 на базе Института физики полупроводников имени А.В. Ржанова СО РАН (Новосибирск, пр. академика Лаврентьева, 13) при поддержке Нанотехнологического Общества России, компании NT-MDT Spectrum Instruments и Сибирского Отделения РАН состоится в формате круглого стола семинар по теме: «Научное приборостроение для нанотехнологий.
    259
  • 01/09/2016

    Юбилейная мультиконференция по биоинформатике регуляции и структуры генома проходит в Новосибирске

    ​С 29 августа по 2 сентября в Академгородке проходит десятая юбилейная Международная мультиконференция по биоинформатике регуляции и структуры генома и системной биологии BGRS\SB'-2016.  В этом году программа получилась очень обширной и помимо основной части, состоящей из нескольких направлений - "геномика, транскриптомика и биоинформатика", "эволюционная биоинформатика", "компьютерная фармакология", "протеомика" и др.
    1420
  • 01/09/2016

    Генетика и геномика растений: совместные исследования более продуктивны

    ​Интервью с заведующим лабораторией молекулярной генетики Института биологии и биотехнологии растений Республики Казахстан, кандидатом биологических наук, ассоциированным профессором Ерланом Туруспековым, участником Международного научного симпозиума "Генетика и геномика растений для продовольственной безопасности" - Ерлан Кенесбекович, как Вы знаете, в нашей стране с 2013 года происходит реформа Российской академии наук.
    1559
  • 21/10/2016

    Сергей Кабанихин: решение обратных задач важно для человечества

    ​Говорят, рассуждение Платона о том, что человечеству в процессе познания порой доступны только тени на стене пещеры и эхо, явилось предвестником решения Аристотелем задачи восстановления формы Земли по ее тени на Луне.
    2590
  • 23/11/2016

    Инновационные разработки ИАиЭ СО РАН могут заменить импортные аналоги

    ​Институт автоматики и электрометрии СО РАН стал участником научно-практической конференции «Научное приборостроение – современное состояние и перспективы развития», прошедшей 15-16 ноября 2016 г. в Москве.
    1417