Научный руководитель:
Область исследования
Тип исследования
Аннотация (краткое описание)
Рост населения мира требует ускоренного развития продовольственной базы с целью удвоения производства продуктов питания к 2050 году. Этой цели можно достичь путем перехода от экстенсивных к интенсивным методам сельскохозяйственного производства. Задачи интенсификации агропроизводства ставятся в ряде стратегических документов правительства, где подчеркивается необходимость развития растениеводства и модернизации сельского хозяйства в целом. Их решение лежит на пути адаптации методов точного земледелия к климатическим, погодным и агротехническим условиям страны, с последующим их широким внедрением в практику работы фермерских хозяйств. Резко континентальный климат Казахстана характеризуется значительной вариативностью погодных условий, влияющих на условия развития сельскохозяйственных культур. При этом, естественные неоднородности почвенных разностей внутри поля в разных погодных условиях часто оказываются в противоположных категориях. Например, локальные понижения внутри полей в засушливых сезонах создают лучшие условия для роста и развития растительности, а во влажных сезонах это наименее благоприятные для растительности земли из-за их переувлажнения. Таким образом, градация качества земель внутри поля сложным и неоднозначным образом связана с погодными условиями, что требует более детального и глубокого анализа и мониторинга для принятия решений по проведению агротехнических мероприятий и их оптимизации с целью повышению урожайности. Имеющиеся системы мониторинга выполняют, как правило, задачи получения спутниковых изображений полей в разных спектральных диапазонах и их картирования. Для условий Казахстана требуются более сложные схемы. Необходимо учитывать историческую информацию, тренды изменений характеристик неоднородностей внутри полей и ожидаемые погодные условия. Для идентификации причин угнетения культурных растений необходимы снимки сверхвысокого разрешения. Все это усложняет решение базовых задач классификации, идентификации и распознавания состояния полей, посевов, фаз развития растений и т.п. Например, в условиях засухи деградация посевов делает их неотличимыми от парующихся полей. Вместе с тем, технологии обработки изображений и машинного обучения, позволяют решать многие задачи классификации и идентификации в сложных, меняющихся условиях в автоматическом режиме. Разработка системы поддержки агротехнических мероприятий в растениеводстве, основанной на комплексе систем мониторинга и методах искусственного интеллекта, представляет собой перспективное направление в сельском хозяйстве. Интеграция спутникового и низковысотного дистанционного зондирования с использованием беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) позволит получить более точные данные для мониторинга и управления процессами в точном земледелии. Это, в свою очередь, способствует повышению эффективности производства растительных кормов и оптимизации агротехнических мероприятий. Разрабатываемая в рамках проектного решения система будет включать в себя как высотное спутниковое зондирование для общего планирования, так и низковысотное зондирование для детализации с использованием снимков высокого разрешения. Спутниковый мониторинг может быть организован на основе доступных спутниковых продуктов или специализированных решений, в зависимости от потребностей и ресурсов участвующих в проекте хозяйств. Низковысотный мониторинг, осуществляемый с помощью специализированных БПЛА, обеспечит сбор данных с высокой степенью детализации, что критически важно для точного анализа состояния посевов. Подсистема обработки данных будет выполнять такие функции, такие как картирование полей, классификацию состояния растений и распознавание зон, требующих особого внимания или корректировки агротехнических мероприятий.Кроме того, она будет способствовать точному прогнозированию потенциальной вариативности урожайности, что позволит аграриям более эффективно планировать и распределять ресурсы. С учетом большого объема получаемых данных перспективным решением будет использование суперкомпьютерных технологий для обработки получаемых изображений. В целом, система станет значительным шагом вперед в области инновационных, наукоемких агротехнологий, обеспечивая более устойчивое и продуктивное сельское хозяйство в Казахстане. Она поможет снизить риски, связанные с неопределенностью погодных условий и другими факторами, влияющими на урожай, и улучшить качество жизни фермеров за счет повышения эффективности производства и снижения затрат. Создание подобной системы будет способствовать повышению производительности труда, росту урожайности и в конечном счете повышению степени диверсификации ресурсно ориентированной экономики Казахстана. Полученные научные результаты и разработки в рамках предлагаемого междисциплинарного проекта будут способствовать подготовке высококвалифицированных специалистов на стыке обработки данных и сельского хозяйства. Настоящая программа направлена на создание основных программно- аппаратных компонентов системы точного земледелия, адаптированной к условиям Казахстана. В результате ее выполнения будут получены следующие результаты: разработаны и адаптированы опытные образцы беспилотных летательных платформ, обеспечивающие мониторинг значительных площадей сельскохозяйственных полей; разработаны аппаратные и программные компоненты в том числе на базе высокопроизводительных вычислительных систем для применения беспилотных летательных систем и обработки больших объемов данных; разработаны модели, методы и программные средства для сегментации зон полей, требующих разных агротехнических воздействий, определения фазы развития культуры, степени угнетенности и выявления некоторых ингибиторов роста полезных растений; разработаны методы планирования маршрутов облетов; создана картографическая система для отображения результатов мониторинга; разработана техническая документация, документация пользователя по использованию системы; развиты соответствующие компетенции в сфере мониторинга процессов точного земледелия с использованием методов интеллектуального анализа данных и разработана программа подготовки специалистов.Источник финансирования
МНВО РК
Тип: Программно-целовое финансирования
№ договора: -
Дата договора: 20.05.2026
Период финансирования с: 20.05.2026
Период финансирования по: 20.05.2026
Срок начала работ: 20.05.2026
Срок завершения работ: 20.05.2026
Заказчик финансирования
МНВО РК
Софинансирование
№ договора: -
Сведения о финансировании
ГосбюджетДанный документ располагается в коллекциях
Научные проекты
ПЦФ
Файлы документа
Документ не загружен