Учёные ТГУ создают прототип модели цифрового поля для Горного Алтая

Учёные ТГУ создают прототип модели цифрового поля для Горного Алтая

Учёные ГГФ ТГУ создают прототип цифрового поля, что позволит начать экспериментальное внедрение «умного» земледелия в Горном Алтае. Проект будет реализован на территории филиала ТГУ «Алтайское экспериментальное хозяйство». Использование современных технологий позволит повысить урожайность и качество выращиваемых культур и снизить экономические затраты и риски гибели посевов.

– Летом в ходе экспедиции в Черге работала большая междисциплинарная команда, в которую вошли географы, метеорологи, гидрологи ТГУ и специалисты ИМКЭС СО РАН, – говорит заведующий кафедрой географии ГГФ ТГУ Вадим Хромых. – В полевом сезоне была проведена аэрофотосъёмка нескольких полей с дрона. Её данные были использованы при создании цифровой модели местности. Вместе с тем был произведён отбор проб почв и их географическая привязка. Наши коллеги с кафедры почвоведения уже проанализировали образцы, мы получили первые результаты.

photo_2024-08-23_15-52-52 (2).jpg   

Сама модель цифрового поля включает в себя информацию из разных источников – это и дистанционное зондирование Земли из космоса, с беспилотников, данные с метеодатчиков, материалы полевых исследований (в т.ч. почв и проявлений эрозионных процессов). Как отмечают учёные, территория, для которой строится цифровая модель, сильно «изрезана» по рельефу, поэтому аналогичные разработки, существующие в РФ для равнинных территорий, в данном случае не подходят (т.к. не учитывают геоморфологические аспекты).

Летом 2025 г. планируется продолжить полевые исследования и провести воздушное лазерное сканирование ключевых участков с беспилотного воздушного судна вертолётного типа, который имеется на ГГФ. В процессе работы будет создана серия цифровых тематических карт: карты крутизны и экспозиций склонов, направлений поверхностного стока, геохимических миграций элементов, распределения питательных веществ, агропроизводственной группировки почв. Будут выявлены участки сноса и аккумуляции питательных веществ, потенциального развития эрозионных процессов, особенностей пространственной дифференциации физико-химических показателей почв и определены соответствующие им значения спектральной яркости в каналах мультиспектральных космических изображений.

3D-2 (1).jpg

В результате будет разработана модель восстановления показателей агрофизических и агрохимических свойств почв по данным из космоса на основе методов машинного обучения (глубокие нейронные сети и градиентный бустинг). Итогом проекта станет аналитическая геоинформационная система на основе интеграции технологий дистанционного зондирования, агрометеорологии, ГИС и искусственного интеллекта для комплексной оценки и прогнозирования состояния сельхозугодий.

– Эта информационно-телекоммуникационная система будет доступна через геопортал и работники хозяйства смогут использовать её для принятия решений, – объясняет Вадим Хромых. – Это позволит, во-первых, глобально оценить готовность территории к производству разных агрокультур, во-вторых, поможет агроному выстраивать тактику на ближайшие два-три года: оптимизировать внесение удобрений, определять типы работ и культуры для посадки и т.д.

Добавим, что филиал ТГУ «Алтайское экспериментальное хозяйство» является самой большой исследовательской площадкой ТГУ. Здесь создается научный центр биотехнологий мирового уровня, в котором будут разрабатываться новые продукты и технологии для агробиотеха, фармации, восстановления экосистем, обеспечения продовольственной и биологической безопасности нации.