Prognozowanie powierzchni upraw z wykorzystaniem teledetekcji satelitarnej

Główny Urząd Statystyczny na podstawie eksperymentalnej metody identyfikacji upraw przy wykorzystaniu zobrazowań satelitarnych określił powierzchnię pszenżyta w Polsce w 2021 r.

Wstępny szacunek głównych ziemiopłodów rolnych i ogrodniczych w 2021 roku (fot. GUS)

Opublikowane właśnie na stronie GUS opracowanie jest kontynuacją działań prowadzonych z dziedziny badań eksperymentalnych w obszarze tematycznym rolnictwo, których wyniki przedstawione były w publikacji wydanej w 2020 roku pt. „Zastosowanie teledetekcji satelitarnej w statystyce rolniczej do prognozowania powierzchni upraw rolnych i ogrodniczych”.

Podstawę opracowania stanowiły obrazy radarowe Sentinel-1A/B (rozdzielczość 13,9m). Okres obserwacji obejmował zakres od 15.03-15.07.2021. Łącznie wykorzystano 531 scen satelitarnych (4,5 TB danych) o szerokości 250 km danych radarowych SLC (Single Look Complex) oraz danych optycznych Sentinel-2 (1250 scen satelitarnych, 1,5 TB danych). Szacunek został opracowany na podstawie segmentacji i klasyfikacji obiektowej macierzy koherencji T2 oraz parametrów dekompozycji polarymetrycznej H/α z wykorzystaniem algorytmów uczenia maszynowego (Random Forest). Do uczenia systemu i walidacji wyników klasyfikacji wykorzystano dane z wektorowej bazy wniosków o przyznanie płatności pozyskanej przez Departament Rolnictwa GUS z Agencji Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa. W celu zwiększenia precyzji mapowania powierzchni upraw zastosowano maskę działek rolnych. Uzyskano dokładność ogólną klasyfikacji na poziomie 76%.

Prognozowanie powierzchni upraw rolnych i ogrodniczych z wykorzystaniem teledetekcji satelitarnej [pdf]

Jak Główny Urząd Statystyczny wykorzystuje zobrazowania satelitarne do pozyskiwania informacji?

Główny Urząd Statystyczny wspólnie z Urzędem Statystycznym w Olsztynie od wielu lat prowadzi działania mające na celu wykorzystanie zobrazowań satelitarnych do prognozowania powierzchni upraw rolnych i ogrodniczych. Badania te prowadzone były wspólnie z jednostkami naukowymi – Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk (CBK PAN) oraz Instytutem Geodezji i Kartografii (IGiK).

W roku 2020 Departament Rolnictwa kontynuował również prace z CBK PAN i IGiK oraz Agencją Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa (ARiMR) w projekcie: „EOStat – Rolnictwo Polska”, realizowanym we współpracy z Europejską Agencją Kosmiczną, gdzie GUS jest głównym beneficjentem tych działań. Doświadczenia dotyczące identyfikacji upraw, określenia ich powierzchni i plonowania oraz monitorowania sytuacji kryzysowych w rolnictwie, zdobyte podczas realizacji tego projektu zostaną wykorzystane przy budowie systemu identyfikacji i monitorowania upraw z wykorzystaniem danych satelitarnych w ramach projektu SATMIROL.

Zastosowanie danych satelitarnych umożliwi bardziej efektywne wykorzystanie danych z rejestrów administracyjnych (m.in. do segmentacji zdjęć satelitarnych), szybsze uzyskanie danych docelowych, w tym uzyskanie danych o uprawach rolnych na niskim poziomie agregacji oraz w ujęciu przestrzennym. Pozwoli to na zmniejszenie obciążeń respondentów i ankieterów przez częściowe wyłączenie z badań ankietowych zagadnień związanych z prowadzeniem upraw rolnych. Zastąpią je dane o uprawach rolnych uzyskane z przetworzonych zdjęć satelitarnych z pominięciem pracochłonnego przygotowania i przeprowadzenia badania ankietowego. Ponadto system pozwoli na rozszerzenie rodzajów prezentacji wyników poprzez możliwość ich przedstawienia w postaci map, diagramów i kartodiagramów dla wybranych obszarów.

Wprowadzenie innowacyjnego systemu identyfikacji i monitorowania upraw rolnych umożliwi pozyskanie i prezentację danych w ujęciu przestrzennym, na które nie pozwalają obecnie stosowane metody zbierania danych. Nowa metoda uzyskiwania danych pozwoli na prezentowanie ich na wszystkich poziomach podziału administracyjnego kraju według województw, powiatów i gmin zgodnie z faktycznym położeniem gruntów. Obecnie zbieranie i prezentowanie danych na niższym niż województwa poziomie agregacji jest możliwe tylko dla danych uzyskanych z przeprowadzanych raz na 10 lat pełnych spisów rolnych. Jednak dane te pozwa- lają na ich agregację według adresu zamieszkania użytkownika tego gospodarstwa lub adresu jego siedziby. Dane satelitarne natomiast pozwalają na prezentowanie wyników według faktycznego położenia gruntów.

Korzyści z wdrożenia systemu wynikają również z możliwości prezentacji danych w ujęciu przestrzennym przy wykorzystaniu Portalu Geostatystycznego

System realizowany w ramach projektu SATMIROL będzie również jednym z mechanizmów pozyskiwania strategicznych danych w obszarze statystyki rolnej co pozwoli odbiorcom na aktualną ocenę sytuacji i bieżące wspieranie działań w ramach polityk rolnych i rolno-środowiskowych. Wpłynie to również na poprawę realizacji działań w obszarze ochrony i ograniczenia degradacji środowiska naturalnego. Pozwoli również na monitorowanie aktualnego stanu zagrożenia upraw (np. suszy, powodzie).

Źródło: GUS

Nasze patronaty

GIScience 2021
27-30 września 2021
Informacja przestrzenna impulsem dla rozwoju lokalnego
26-27.05.2021
XXI Conference of PhD Students and Young Scientists
23-25.06.2021

Galeria

Wrocławski GIS Day 2019
13 listopada 2019
Informacja Przestrzenna nowym IMPULSEM dla rozwoju lokalnego
23.05.2019 Wrocław
XVII Wyprawa BARI - Jordania 2018