MOŽNOSTI VYUŽITÍ MANAŽERSKÝCH INFORMACÍ: PRECISION FARMING

18.09.1998 | Odborné konference

POSSIBILITIES OF USING OF MANAGEMENT INFORMATION: PRECISION FARMING

Petr Hladík

Adresa autora:

Katedra řízení, PEF ČZU Praha

Anotace:

Informační technologie představují motor urychlující mnohé ze současných změn. Sběr dat a výměna informací je nedílnou součástí všech organizovaných lidských aktivit, a proto i ta nejmenší organizace má nějaký systém pro sběr a uchování dat a pro jejich znovuvyvolání a zpracování. Manažerské informační systémy jsou užívány k popisu pracovních činností, které jsou potřebnou podporou pro užívání relativně nových technologií a moderního elektronického zpracování dat. Téměř každý týden je na trh dodáno nové vybavení a software, které zlepšují naši schopnost sbírat a využívat data. Tento trend můžeme najít i v oblasti zemědělství, kde je představován například technologií “Precision farming”.

Summary:

Information technology provides the engine that drives much of the current changes. The collection of data and the communication of information is an integral part of all organised human activities, as the smallest organisation there is a need for system of collecting and recording facts and for the retrieval and dissemination of information. The management information system is used to describe the work, as the support of the relatively new technology and science of electronic data processing. Almost every week new equipment and software are put on the market that improves our ability to collect and use data. We can find this trend also in agriculture area as for example Precision farming technology.

Klíčová slova:

manažerské informace, Precision farming, GIS, GPS

Key words:

management information, Precision Farming, GIS, GPS

Precision farming nazývaný také Site Specific Farming, nebo Site Specific Crop Management - SSCM ukazuje potenciál pro zvyšování výnosů a ekonomické návratnosti na polích se značnou proměnlivostí. Využíváním obvyklých postupů, směřují vedoucí pracovníci farem k zacházení s polem jako se samostatnou jednotkou a snaží se řídit toto pole cestou optimalizace průměrné produkce pole jako celku. Využitím technologie Precision farming a technologie proměnlivých dávek mohou být například umělá hnojiva rozmetána tak, že každé místo na poli dostane správný typ a množství výživy, které potřebuje. Tyto technologie jsou také testovány pro monitorování výskytu plevelů, hmyzu a chorob a pro aplikaci ochranných prostředků proti nim.

Precision farming zahrnuje využití GIS (Geografických informačních systémů - Geographical Information Systems) ve spojení s GPS (Globálním pozičním systémem - Global Position System) pro důkladnou lokalizaci a mapování změn v agronomických charakteristikách na poli. Tyto charakteristiky mohou zahrnovat složení půdy, obsah živin v půdě, biomasu úrody, vegetační pokrytí a sklizňová množství. Ve spojení s technologií proměnlivých dávek (variable rate technology) může být tato informace využita k zajištění optimálního množství živin v každém místě na poli, nebo aplikaci pesticidů pouze tam, kde jsou potřeba.

GIS předávají technologii počítačového mapování data jako jsou informace o výnosech, charakteristiky půdních živin, nebo biomasy plodin, aby mohla vytvořit digitální mapy a obrázky. Zpracování dat, které může být zobrazeno využitím GIS, je složeno ze sítě výsledků vzorků půdy, půdních map NRCS, leteckých fotografií, map úrody ze sklizňových strojů, topografických profilů, míst zamoření plevely, nebo farmářových vlastních zkušeností a znalostí pole. Použitím GIS mohou být generovány nejen mapy, ale tato technologie se také nabízí pro kombinování dat novými a odlišnými způsoby, které mohou vést k interpretaci situace a lepšímu porozumění vztahu mezi různými agronomickými proměnnými.

GPS (Global Positioning Systems) se vztahují k družicové technologii využité pro přesné stanovení konkrétní polohy na zemském povrchu. Jedná se o stejnou technologii, která byla použita v Perském zálivu pro informování jednotek o jejich vlastní pozici vzhledem k iráckým jednotkám a SCUDům. Dnes je také běžně využívána k navigaci lodí, letadel a dokonce některých aut. V zemědělství nám tato technologie dovoluje poznat přesnou pozici půdních vzorků nebo dalších agronomických charakteristik, které byly nasbírány na poli. Například půdní vzorky mohou být nasbírány v mřížce po pěti akrech po celém poli a GPS nám dovolí poznat přesnou pozici, na které byl každý vzorek vytažen. To také dovoluje aplikačním zařízením proměnlivých dávek použít lišící se množství předávaných vstupů (umělých hnojiv, herbicidů nebo čehokoli jiného) na určité plochy pole.

Dlouhodobá ziskovost technologie Precision farming je závislá na vývoji manažerských systémů, které propojí aplikované vstupy s výnosy sklizenými na specifických místech. Tyto manažerské systémy budou jakousi kombinací počítačových systémů pro podporu rozhodování a nahromaděných znalostí zkušených manažerů. Systémy pro podporu rozhodování vyžadují databáze. Tyto manažerské systémy budou orientovány na metody specifických míst. Budou vyvinuty komplexní systémy pro podporu rozhodování, ale jejich výkonnost na farmách bude zvýšena kvalitou dat z té které farmy.

Ucelený přístup k farmaření určitých míst se skládá ze tří fází. První je průzkumná etapa, kde jsou agronomické charakteristiky a ostatní relevantní informace sbírány za použití GPS a mapovány za použití GIS. Druhá je etapa analytická, kde jsou tyto GIS informace upraveny pro výběr nejlepšího zaměření akcí. Poslední je prováděcí etapa, kde je použita technologie proměnlivých dávek pro aplikaci vody, umělých hnojiv, nebo pesticidů na poli způsobem, který maximalizuje produkci. Tento proces je samozřejmě interaktivní, tak jak jsou dostupné další informace. Podle mého názoru je v tomto obsáhlém průmyslu nejslabší článek v analytické etapě. Mnoho nových obilných kombajnů obsahuje GPS a vybavení pro monitorování výnosů. Někteří pěstitelé mají již sklizňové monitorovací zařízení i na svých strojích pro sklizeň brambor. Vybavení pro odběr půdních vzorků řízené GPS se již ve světě využívá. A aplikátory umělých hnojiv a chemických přípravků již dostaly vybavení pro proměnlivé dávkování. Nicméně bylo provedeno velmi málo aplikovaných výzkumů a málo pracovníků má odborné technické dovednosti pro převzetí příliš velkého množství dostupných informací a pro učinění řídících rozhodnutí týkajících se konkrétních míst.

Vyplatí se Precision farming? Ano, vyplatí. Do této doby bylo zpracováno jen velmi málo ekonomických studií na toto téma a je smutné, že většina těchto studií byla vypracována lidmi se silnou zainteresovaností na výsledcích.

Zemědělské databáze potřebují čas pro hromadění informací. Například: z důvodu proměnlivosti počasí, přesné informace pro potenciál a problémy výnosů specifických míst mohou vyžadovat data několika sezón. Opakované testování půdy na stejných místech dá vznik datům o trendech úrodnosti.

Historie ukazuje, že velká část zisků z nových zemědělských technologií plyne tomu, kdo se jim nejdříve přizpůsobí. Ti, kteří zaostávají jsou často nuceni opustit oblast farmaření. Precision farming bude nejspíše následovat tuto předlohu. Ti, kteří začnou shromažďovat data a zkušenosti nyní, budou připraveni využít tuto technologii až dospěje.

To, kdo bude těžit z přesného farmaření, bude stanoveno tím, jak bude mít zorganizováno management dat. Pro využití celkového prospěchu z Precision farmingu budou pravděpodobně farmáři muset sdružovat data. Nemůžete na své farmě vyzkoušet všechny alternativy, ale sdružením dat s ostatními farmáři, kteří mají rozdílné přístupy k řízení, bude možné určit nejlepší kombinaci řízení setby, úrodnosti, orby a užití pesticidů.

Od orby ke sklizni rozhodování managementu zároveň ovlivňuje a je ovlivňováno technikami pro jeho implementaci. Měnící se přístupy k orbě mohou dát vznik změnám populací plevelů, distribuce živin a kapacity držené vody, například. To, zpětně, může mít vliv na vzorky testované půdy, časování a metody aplikace umělých hnojiv a výběr druhů a hybridů plodin. Tyto vztahy vyžadují sjednocený přístup k výnosovému managementu, který je mimo jiné prezentován následujícími požadavky:

- Jsou potřebné interdisciplinární přístupy zahrnující dlouhodobé polní výzkumy a počítačové modelování. Takový výzkum musí kombinovat orbu a ostatní techniky managementu specifických míst a místní proměnné počínaje klimatem a konče typem půdy.

- Musí být určeny vztahy mezi plodinovými výnosy a místními proměnnými jako jsou půda, pesticidy, počasí, atd.

- Časování půdních testů a vzorků (odebíraných náhodně nebo mřížkou) stejně jako topografie, půdní typy, minulé činnosti a ostatní proměnné ovlivňuji test platnosti, vyžadující další výzkum.

- Přímé mapování na mechanizaci a GPS, pracující pomocí sensorů měřícím výnosy a vlhkost, druhy plevelů, půdní výživové složky a obsah půdní vody musí být předefinováno, upraveno a v některých případech teprve vyvinuto.

- Systém pro podporu rozhodování pro analyzování a prezentaci informací v “user friendly” formátu kombinovaný s “in-field” hardwarovýni moduly, musí být předefinován pro sbírání dat, analýzy a aplikace přístupnější pro operátory. Musí připouštět rozmanité zdroje dat jako jsou úrovně plodnosti půdy, potenciálního výluhu a organické úrovně pro zapojení do potenciálních výnosů pro určení úrovní aplikace umělých hnojiv.

Konečný úspěch technik SSCM bude záležet na schopnosti inženýrských systémů organizovat farmaření okolo získávání informací, analýz, aplikace a využití. Tyto SSCM systémy budou vyžadovat:

- Sbírat data specifických míst pro relevantní polní proměnné a sladit je s přesnou pozicí mechanizace na poli.

- Zpracování syrových dat do užitečných, lehce dostupných informací.

- Přeměna na znalosti ve formě modelů, které mohou být využity pro spolehlivé využívání těchto informací v manažerském rozhodování.

- Vývoj pozičních systémů a ovládání mechanizace pro vykonávání polních operací k zužitkování informací specifických míst s optimální přesností. Dnes zůstává design těchto všezahrnujících systémů úkolem, který teprve čeká na své splnění. Jednotlivé komponenty inženýrských systémů jsou v Severní Americe a v Evropě v různých fázích vývoje a komercializace.

Precision farming není jednoduše schopnost aplikace určitých postupů, které se liší na lokální úrovni, ale musí být chápán jako schopnost přesně monitorovat a hodnotit zemědělské podnikání na lokální úrovni a úrovni podniků a farem. Obrázek 1 ukazuje vztahy mezi různými elementy, které tvoří Precision Farming.

Obrázek 1 - Prvky systému