Satelity Sentinel wspomogą monitoring rolnictwa w Polsce

Dzięki wspieranemu przez ESA projektowi EOStat realizowanemu przez CBK PAN oraz IGiK stworzono system identyfikacji i monitorowania upraw rolnych w Polsce bazujący na danych z satelitów Sentinel. Wesprze on gromadzenie statystyk dotyczących naszego rolnictwa oraz realizację Wspólnej Polityki Rolnej Unii Europejskiej (WPR UE).

fot. pixabay/marcinjozwiak

Typy upraw w latach 2019 i 2020 zidentyfikowane w ramach projektu EOStat (fot. EOStat - ESA/IGiK/CBK PAN)

Typy upraw w latach 2019 i 2020 zidentyfikowane w ramach projektu EOStat (fot. EOStat - ESA/IGiK/CBK PAN)

Kluczowe statystyki projektu EOStat (fot. EOStat - ESA/IGiK/CBK PAN)

Projekt EOStat ma na celu połączenie danych terenowych oraz satelitarnych narzędzi obserwacji Ziemi w celu rozpoznawania upraw rolnych, bazując na europejskich satelitach Sentinel, które systematycznie zbierają dane w wysokiej rozdzielczości, identyfikując takie cechy użytkowania terenu jak rodzaj i stan roślinności, pokrycie gleby oraz dostępne zasoby wodne. Głównymi beneficjentami systemu będzie Główny Urząd Statystyczny oraz Agencja Restrukturyzacji i Modernizacji Rolnictwa.

Monitorowanie upraw rolnych przez GUS zazwyczaj odbywa się raz do roku. Dodatkowo, w odstępach dziesięcioletnich, urząd przeprowadza Powszechny Spis Rolny w koordynacji z Eurostatem (urzędem statystycznym UE). W tym roku PSR oszacuje różne aspekty polskiego rolnictwa, takie jak ogólna charakterystyka gruntów rolnych i stan pogłowia zwierząt, oraz zbierze inne kluczowe dane o strukturze i działalności gospodarstw rolnych takie jak stan zatrudnienia w rolnictwie oraz efektywność środków wsparcia rozwoju obszarów wiejskich.

Dzisiejsze wyzwania przed polską statystyką rolną są wyjątkowo rozległe – tym bardziej, że Polska jest krajem o jednej z największych liczbie indywidualnych gospodarstw rolnych (ponad 1,5 mln) oraz gruntów ornych (14,7 mln ha) w Europie, a także piątym co do wielkości beneficjentem WPR.

Spis rolny tradycyjnie obejmuje badania terenowe i ankietowe badania gospodarstw domowych, ale w tym roku będzie również wykorzystywać dane z satelitów Sentinel. Posłużą one do niezależnego scharakteryzowania rodzajów upraw w ujęciu przestrzennym.

„Wdrożenie na szeroką skalę identyfikacji i monitoringu upraw za pomocą danych z programu Copernicus jest podstawą naszej strategii mającej na celu poprawę dokładności i efektywności statystyk rolniczych” – mówi Artur Łączyński, dyrektor Departamentu Statystyki Polskiego Rolnictwa.

Dane i systemy informacyjne opracowane w ramach projektu EOStat zostaną również wykorzystane do wsparcia ARiMR odpowiedzialnej za wdrażanie WPR UE.

„Projekt EOStat jest dużym krokiem w kierunku monitoringu rolnictwa na skalę krajową oraz stwarza możliwości prezentacji tych danych na niskim poziomie agregacji, na przykład na poziomie indywidualnych działek rolnych” – mówi Jędrzej Bojanowski z Instytutu Geodezji i Kartografii (IGiK), koordynator projektu EOStat. „Opracowaliśmy nowe algorytmy klasyfikacji rodzajów upraw, monitorowania działalności rolniczej i prognozowania plonów dla głównych jednostek administracyjnych i zoptymalizowaliśmy te algorytmy tak, aby mogły być stosowane na terenie całego kraju”.

Czerpiąc z bezpłatnych danych z satelitów Sentinel, EOStat dostarczy informacje o zasięgu przestrzennym 13 najpopularniejszych upraw w Polsce – 8 zbóż, rzepaku ozimego i jarego, gryki, kukurydzy i użytków zielonych. Zastosuje także nową metodologię umożliwiającą monitorowanie małych, nieregularnych działek rolnych (jest to szczególne wyzwanie dla obrazowania satelitarnego w Polsce, gdzie ponad połowa działek nie przekracza pięciu hektarów).

Produkty generowane przez EOStat staną się kluczowym elementem nowego, wielkoskalowego systemu oceny stanu i rodzaju upraw oraz plonów, który będzie podstawą procesu raportowania statystyk rolniczych w Polsce po 2021 roku.

„Ten projekt pokazuje, jak dobrze satelity Sentinel potrafią wspierać zarówno krajowe, jak i europejskie potrzeby w zakresie dostępu do nowych źródeł danych i nowoczesnych usług informacyjnych” – mówi Anna Burzykowska odpowiedzialna za techniczną realizację projektu po stronie ESA. „W ciągu zaledwie 2 lat udało nam się zdefiniować i dostarczyć kompletne i kompleksowe rozwiązania bazujące na zharmonizowanym wykorzystaniu danych z satelitów Sentinel oraz danych naziemnych w celu wsparcia statystyki rolnej, krajowego bezpieczeństwa żywnościowego i innych zasobów naturalnych. Wyniki projektu EOStat dowiodły ogromnej wartości satelitów Sentinel dla realizacji celów polityki rolnej i ochrony środowiska w całej Europie”.

W sezonach rolnych 2019 i 2020 przetwarzano aż 18 terabajtów danych przy użyciu infrastruktury CreoDIAS – polskiej chmury obliczeniowej zaprojektowanej i dostosowanej do przetwarzania dużych ilości danych z obserwacji Ziemi.

„Przetwarzanie danych przez jeden sezon trwało zaledwie 6 dni dzięki naszemu bezpośredniemu dostępowi do danych z satelitów Sentinel i dużej mocy obliczeniowej CreoDIAS” – mówi Edyta Woźniak z Centrum Badań Kosmicznych PAN, która kierowała pracami EOStat nad identyfikacją upraw. „Na naszych lokalnych komputerach może to potrwać nawet pięć tygodni”.

Josef Aschbacher, dyrektor ds. programów obserwacji Ziemi w ESA, dodał: „Informacje z satelitów Sentinel znajdują bardzo wiele zastosowań poprawiających codzienne życie oraz funkcjonowanie gospodarek. Cieszę się, że zarówno systemy Sentinel-1, jak i Sentinel-2 umożliwiają monitorowanie działalności rolniczej na tak dużą skalę. Dane te są niezbędne do monitorowania europejskiego bezpieczeństwa żywnościowego i wspierania realizacji Wspólnej Polityki Rolnej”.

Docelowo EOStat ma zapewnić GUS możliwości regularnego pozyskiwania, przetwarzania i wykorzystywania danych z obserwacji Ziemi, a także wspierać ARiMR w zakresie monitoringu dywersyfikacji upraw, działalności rolniczej i obszarów ekologicznych (tak jak w ramach innego projektu ESA pn. „Sen4CAP”). EOStat jest realizowany przez konsorcjum naukowe IGiK i CBK PAN, a finansowany przez programy ESA: „Polish Industry Incentive Scheme Programme” oraz „Earth Observation Envelope Programme-5”.

Źródło: ESA, JK