Електронні карти полів, ущільнення, електровідність, TopSoil Mapper. Огляд від Френдт.

Вже дуже багато сучасних Українських компаній надають послуги із агрохімічного обстеження полів та надання рекомендацій по вирощуванню с\г культур, вапнуванню, удобренню та системі захисту. На нашу думку, дані які надають такі компанії потрібно доповнювати деталізованими картами рел'єфу, ущільнення та ґрунтових відмінностей. Без цієї інформації карті які формують після аналізів не можуть бути повними та відображати реальний стан речей на полі.
Саме для ціх цілей були створені сканери грунтів такі як Geonics EM38-MK2, DUALEM-4, Veris U3000 та інші. Ми мали змогу працювати із кожним із них. Основною складністю в роботі з даними сканерами було оброблення зібраних даних та їх інтерпретація. Саме з цієї причини ми зупинили свою увагу на електромагнітному сканері TopSoil Mapper (Виробництво Geoprospectors, Австрія). Саме про досвід використання цього сканера ми хотіли розповісти.
Принцип роботи
Сканер складається із самого електромагнітного сканера та польового комп'ютера для накопичення даних у файлах. Сканер має чотири електромагнітні датчики які призначені для сканування на чотирьох різних глибинах - 0.5 м, 0.7 м, 0.9 м, 1.1 м. Польовий термінал обладнань GPS-приймачем для визначення місцезнаходження сканера. Датчикі вимірюють електровідність грунту на чотирьох глибинах. Дані накопичуються у файлах. Після того як необхідні файли із сканера зібрані, вони оброблюються в спеціалізованому програмному заберзпеченні Topsoil Data Box (TSDB), що базується на ядрі Матлаб (для складних математичних обчислень). Topsoil Data Box дозволяє проводити аналіз та корекцію даних, моделювати різі карти розподілу при зміні параметрів. Альо це є проміжний етап. Для подальшої роботи з даними вони переносяться в Геоінформаційну Систему (ArcGIS, QGIS, SAGA GIS і ін.). Там дані співставляються з даними рел'єфу, картами урожайності, NDVI і вже створюються електронні карти які можна використовувати в робочих цілях, таких як планування глибини обробітку, нормі висіву та ін.
Особливістю сканера є ті що геофізичний метод вимірювання неінвазивний, що захищає полі. Електропровідність в землі використовується для встановлення таких параметрів, як ущільнення та насичення вологою на глибині близько 1 метра (40 дюймів). Для визначення типу ґрунту система Topsoil Data Box (TSDB) використовує бібліотеки, підготовлені організаціями (такими, як USDA), які ідентифікують типи ґрунтів, що зустрічаються у всьму світі. Інші бази даних можуть додаватися регулярно за потребою. Компанія Френдт активно розвиває власну бібліотеку грунтів.
Конструкція сканера
Сканер TopSoil Mapper складається із самомго електромагнітного сканера та польового терміналу з GPS-приймачем для визначення місцезнаходження. На польовому терміналі встановлено спеціалізоване програмне забезпечення для накопичення даних зі сканера. Його основне завдання зібрати та зберегти дані у файли.
Доцільність купівлі
TopSoil Mapper продається близько за 27 000 доларів без ПДВ. Навчання, початкова установка, активація Topsoil Data Box та ґрунтові карти - це додатково 1600 доларів США (приблизно). Необов'язковий язкове обслуговування датчіків також доступні близько 800 доларів на рік. Тож термін окупності даної інвестиції не включаючи витрати на персонал та транспорт складі від 7 років.
Вартість послуг зі сканування варьюється від 1$ до 5$ за га в залежності від потреб.
Економічний ефект від використання
Перші враження від створених карт неймовірні: колосальні відмінності в межах одного поля, критичні ущільнення на глибинах 15-20 див., нерівномірність розподілу вологи та багато інших факторів які не дозволяють підвищити урожайність при наявності всіх поживних речовин для отримання максимального врожаю. Розуміння розміру недоотриманого врожаю через ці фактори виходячи із розміру цих ділянок. Витрачаючи від 6$ за гектар на агрохімічне обстеження та зекономивши 1$-2$ на гектар для отримання карти з TopSoil Mapper це є дуже неефективне рішення яке може призвести до втрат можливого врожаю на сотні тисяч доларів.