Software & Systems

Какао является наиболее важной товарной культурой для Ганы. В 2011 году его производство и реализация составили около 4,5 % от общего ВВП страны. В настоящее время Гана производит более миллиона тонн какао-бобов в год, что ставит ее на второе место среди мировых производителей (см. табл.). Поэтому все, что связано с производством какао, очень важно для страны.

Рейтинг стран-производителей какао

Борьба с вредителями и болезнями какао является одной из наиболее приоритетных задач сельского хозяйства Ганы в целом, поскольку от ее результативности зависят качество бобов и свойства готовой продукции, в частности вкус шоколада, и как следствие финансовое благополучие страны. По некоторым оценкам, потери от вредителей и болезней достигают от 30 до 40 % от мирового производства продукта в год. Вследствие этого правительством Ганы разработана национальная политика по защите растений, предусматривающая создание эффективной системы, которая должна гарантировать минимизацию потерь урожая, вызванных биологическими, природоохранными и экологическими факторами [1]. Борьба с какао-вредителями и болезнями включает комплекс мер по защите растений какао, а также какао-бобов, находящихся на хранении.

В таких развивающихся странах, как Гана, существует проблема нехватки сельскохозяйственных рабочих и специалистов, контролирующих процесс сбора и переработки урожая в деревнях и населенных пунктах. Кроме того, нет эффективных средств ведения документации и отчетности, которые имеют решающее значение в борьбе с вредителями и болезнями какао.

Электронное сельское хозяйство

Информационные и коммуникационные технологии (ИКТ) применяются во многих областях деятельности, а в сельском хозяйстве их потенциал поистине безграничен. Применение ИКТ мелкими производителями помогает предотвратить потери инвестиций, получить своевременную информацию о погоде, улучшить использование ресурсов [2]. Этим обусловлено развитие концепции электронного сельского хозяйства (E-сельское хозяйство).

E-сельское хозяйство обычно определяется как использование ИКТ для повышения качества управления сельскохозяйственными информа- ционными процессами, устойчивого развития сельского хозяйства и продовольственной безопасности. Главным препятствием для реализации службы E-сельское хозяйство на фермах в Гане является то, что у большинства фермеров очень низкое образование или вообще нет его. Поэтому ИКТ в сельском хозяйстве должны внедрять специалисты службы распространения сельскохозяйственных знаний, непосредственно работающие с фермерами. Эффективность работы таких сотрудников необходимо постоянно повышать, для чего создаются специальные системы, в частности система управления и контроля за вредителями и болезнями какао.

Предлагаемая ГИС

Данная система была разработана с использованием программных продуктов ArcGIS компании ESRI. ArcGIS представляет собой набор приложений для создания и управления картами и географической информацией в БД, а также для анализа отображенной информации, составления и использования географических данных.

Предлагаемая геоинформационная система (ГИС) позволит квалифицированным сельскохозяйственным рабочим, таким как специалисты службы распространения сельскохозяйственных знаний, сообщать о вредителях и болезнях, обнаруженных на различных фермах и плантациях, через отформатированные текстовые сообщения и электронную почту непосредственно в центральную базу геоданных болезней и вредителей какао. Сотрудники министерства сельского хозяйства и администраторы баз геоданных внимательно изучают сообщения и публикуют их на веб-интерактивной карте для использования различными заинтересованными сторонами (рис. 1).

Рассмотрим подробнее элементы предлагаемой ГИС.

Нормативно-правовая база по борьбе с вредителями и болезнями включает в себя руководящие принципы формирования данных о встречаемости событий по министерству продовольствия и сельского хозяйства, а также правила, влияющие на раскрытие информации для общественности в соответствии с законодательством страны.

Отформатированные SMS и e-mail-письмо от специалистов службы распространения сельскохозяйственных знаний отправляются в центр управления с использованием КПК и смартфонов с установленным специальным ПО. Эти сообщения идут в центральную БД, где администратор предупреждается в реальном времени, проверяет сообщение и публикует его.

Отчеты заинтересованных сторон представляют собой табличные данные, графики и гео- графическую информацию. Географическая информация публикуется в Интернете как интер- активная карта, которая отображает районы (с указанием широты и долготы) с вредителями и болезнями, зафиксированными на ферме, и плантации какао в этих районах. Заинтересованная сторона может запросить из центра управления отчет любой сложности.

Специалисты сельского хозяйства – это сотрудники министерства продовольствия и сельского хозяйства, отвечающие за реализацию правительственных инициатив на нижнем уровне, работая непосредственно с фермерами. Они предоставляют данные для системы, сообщая о появлении вредителей и болезней в центр управления в виде SMS и электронных писем.

Персонал центра управления – сотрудники директората по защите растений и регулированию услуг, которые являются техническими специалистами министерства продовольствия и сельского хозяйства. Они исследуют каждое сообщение перед его публикацией и при необходимости подключают к решению проблемы экспертов в сфере вредителей и болезней, администратора баз геоданных и других специалистов.

Заинтересованные стороны (министерства, ведомства, правительственные и неправительственные учреждения) используют выходную информацию. Техническая структура системы показана на рисунке 2.

Модель базы геоданных

Геоданные – это пакет данных, используемый для хранения и управления наборами географических данных с помощью СУБД или файловой системы.

Предлагаемая система работает на многопользовательской базе геоданных ArcSDE с моделями MS SQL Server. ArcSDE представляет собой набор различных типов данных ГИС, приведенных в виде таблиц в реляционной БД. На рисунке 3 показана диаграмма отношений объектов базы геоданных.

Интерактивная веб-карта работает с геобазой данных, предоставляя пространственные данные о вредителях и болезнях какао, необходимые для анализа. На рисунках 4 и 5 показаны экранные формы интерфейса в процессе разработки системы ГИС.

В заключение отметим следующее. Веб-инфор­мационная система была разработана для автоматизации управления и контроля за вредителями и болезнями какао с использованием ГИС-техноло­гий.

Система, которой еще предстоит апробация, может использоваться, например, для управления ежегодным массовым распылением химикатов и удобрений для растений какао, а также для борьбы с вредителями и болезнями других растений и животных.

Литература

1.     SAL Consult Limited, Ghana Commercial Agriculture Project. Pest Management Plan. Draft final report, 2011, Nov.

2.     Pehu E., Belden C. and Majumdar S., ICT in agriculture: Module 5 – increasing crop, livestock, and fishery productivity through ICT, The World Bank report number 64605, November 2011.

3.     Kroschewski K., Kramer M., Micklich A., Staubach C., Carmanns R. and Conraths F.J., Animal disease outbreak control: the use of crisis management tools, Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 2006, no. 25 (1), pp. 211–221.

4.     Xin J. and Hu P., Managing Agricultural Emergency Resources through Information Mashups, Journ. of Inform. Technology in Agriculture, Vol. 3, pp. 37–45.

5.     Шустиков Д.А. Визуализация трехмерного ландшафта в комплексных тренажерных системах нефтегазовой промышленности: дисс. … канд. тех. наук. Тверь: ТвТУ, 2011.

References

1.  Pest Management Plan. Draft final report,  SAL Consult Limited, MOFA, 2011.

2.  Pehu E.,  Belden C., Majumdar S.,  ICT in agriculture: Module 5  –  increasing crop, livestock, and fishery productivity through ICT, The World Bank report number 64605, 2011.

3.  Kroschewski K., Kramer M., Micklich A., Staubach C., Carmanns R., Conraths F.J.,  Animal disease outbreak control: the use of crisis management tools, Rev. sci. tech. Off. int. Epiz., 2006, no. 25 (1), pp. 211–221.

4.  Xin J., Hu P., Journ. of Inform. Technology in Agriculture, Vol. 3, pp. 37–45.

5.  Shustikov D.A.,  Diss. kand. tekh. nauk  [Ph.D.  Thesis], Tver, Tver State Technical Univ., 2011.