Vizualizarea Impacturilor Economice ale Agriculturii Durabile Folosind GeoPard în Agricultura de Precizie

Cercetători de la Bayerische Landesanstalt für Landwirtschaft (LfL) și GeoPard Agriculture au colaborat pentru a analiza economiile sistemelor de culturi intercalate în benzi, pentru o agricultură sustenabilă. Ei și-au prezentat constatările la evenimentul Universității din Hohenheim, dedicat “Promovării biodiversității prin agricultura digitală”, concentrându-se pe practicile agricole ecologice și impactul lor financiar.

Proiectul lor, “Future Crop Farming”, a avut ca scop explorarea unor noi moduri de agricultură, cu un accent deosebit pe culturile intercalate în benzi. Această tehnică implică cultivarea unor culturi diferite una lângă alta, în benzi, pe același teren, ceea ce ar putea reduce necesitatea substanțelor chimice și ar crește biodiversitatea. Cercetătorii și-au dorit să găsească modalități de a face agricultura mai ecologică, rămânând în același timp profitabilă pentru fermieri.

Condusă de Olivia Spykman și Markus Gandorfer de la LfL, alături de Victoria Sorokina de la GeoPard, această colaborare a început în timpul programului EIT Food Accelerator. Folosindu-și cunoștințele în agricultură, instrumente digitale și analiza datelor, ei și-au propus să studieze latura economică a practicilor agricole sustenabile.

În timp ce abordând reducerea inputurilor sintetice și creșterea biodiversității, ei au constatat că potențialul ecologic al interculturilor în benzi este bine cercetat. Cu toate acestea, mecanizarea și economia muncii, în special cu echipamente autonome, necesită o evaluare suplimentară.

Au descoperit că fermierii erau nesiguri cu privire la practicitatea sa, în special odată cu noile tehnologii. Pentru a aborda acest aspect, au discutat cu fermierii la un laborator de câmp pentru culturi intercalate pentru a înțelege preocupările acestora și pentru a comunica mai bine.

În plus, schimbările în peisaj îi pot face pe fermieri reticenți, așa că este importantă furnizarea de informații clare în prealabil. Prin urmare, instrumentele digitale, cum ar fi vizualizările, pot facilita comunicarea între fermieri și comunitățile lor, generând acceptare și apreciere pentru transformările benefice din peisaj din punct de vedere ecologic.

De exemplu, în Noua Zeelandă, fermierii au folosit ochelari de realitate virtuală (VR) pentru a vizualiza zone potrivite pentru împădurire, ajutând la planificarea la scară de fermă prin ilustrarea impactului asupra profitabilității fermei, a esteticii peisajului și a comunităților rurale. Astfel de vizualizări pot spori înțelegerea și interesul fermierilor față de schimbările peisajului, deși implementarea cu succes depinde și de încrederea fermierilor în sine.

Similar, în această cercetare, programul bazat pe cloud GeoPard a fost utilizat pentru a analiza un sistem de producție cu culturi intercalate pe benzi din multiple perspective. Ecuațiile GeoPard au fost parametrizate cu date empirice din proiectul Future Crop Farming. Rezultatele inițiale includ vizualizări ale intrărilor de erbicide și azot, precum și ale producției obținute, cu calcule mai complexe planificate.

În plus, sistemul a integrat diverse surse de date, inclusiv:

• Seturi de date privind randamentul și inputurile aplicate
• Informații despre prețurile pentru culturi și protecția plantelor (furnizate de utilizator)
• Imagini satelitare (Sentinel-2, Landsat, Planet)
• Date topografice
• Hărți de zone cu date istorice disponibile în GeoPard

Între timp, principalele tehnici utilizate au implicat analiza spațială și gestionarea eficientă a datelor spațiale folosind framework-ul NumPy. Datele au fost obținute din fișiere .xlsx și .shp. Cu toate acestea, fișierul shape a lipsit de detalii specifice despre fâșiile individuale, necesitând integrarea de diverse formate de date.

GeoPard a facilitat organizarea datelor spațial pentru a lega detaliile specifice fiecărei benzi cu locațiile respective pe teren. Prin urmare, setul de date integrat, afișând benzile, a stat la baza analizei descriptive a încercărilor în GeoPard.

Deși cercetarea nu a examinat aplicarea variabilă a inputurilor, cartografierea de înaltă rezoluție a GeoPard (dimensiunea pixelului: 3x3 metri) a permis o vizualizare detaliată la nivel de pixel, adăugând complexitate. Această cartografiere detaliată este valoroasă pentru aplicații viitoare, cum ar fi combinarea mai multor straturi sau integrarea de informații mai variabile spațial, cum ar fi ‘profile de producție’ bazate pe date de producție la scară mică colectate de combinele de parcelă din proiectul de cercetare.

Cercetătorii au descoperit, de asemenea, că, deși GeoPard a îndeplinit în principal funcții descriptive, acesta posedă potențialul pentru vizualizări mai complexe. De exemplu, încorporarea datelor despre randamentul la nivel de sub-bandă și a informațiilor despre prețuri ar putea ajuta la crearea de hărți de profit, care să arate efectele de margine dintre fâșiile de culturi vecine.

Mai mult, integrarea datelor economice referitoare la muncă ar putea dezvălui impactul reducerii economiilor de scară în vederea promovării biodiversității. Astfel de date pot sprijini modelarea scenariilor, permițând explorarea diferitelor rotații ale culturilor, lățimi ale fâșiilor și tipuri de mecanizare, concentrându-se pe rezultate specifice la nivel de câmp pentru a îmbunătăți managementul agricol și luarea deciziilor.

Prin urmare, configurația ar putea funcționa ca un geamăn digital, cu transfer de date în timp real de la mașinile de pe teren și senzori către GeoPard, o capacitate deja realizabilă cu unele tehnologii comerciale și date din satelit. Cu toate acestea, preocupările fermierilor cu privire la compatibilitatea tehnologică subliniază necesitatea de a integra surse suplimentare de date pentru o aplicabilitate mai largă.