Analizy SatAgro dla największej operacji zbioru na świecie

Okres od sierpnia do połowy października to dla rolników z dolin rzeki Red River (obszaru na granicy Dakoty Północnej i Minnesoty) czas niezwykle intensywnej pracy. Pracownicy sezonowi z całych Stanów Zjednoczonych zjeżdżają się na dziesiątki pól namiotowych, a tysiące ciężarówek codziennie przemierza równiny wzdłuż rzeki. Co jest przyczyną tej wzmożonej aktywności? Zbiór buraka cukrowego zakontraktowanego przez American Crystal Sugar Company (ACSC), największego producenta cukru buraczanego w Stanach Zjednoczonych. Firma SatAgro – Polski startup powiązany z Uniwersytetem Warszawskim – opracowała system, który pomaga ACSC śledzić postępy tej ogromnej operacji za pomocą danych satelitarnych.

ACSC to spółdzielnia 650 plantatorów, którzy łącznie uprawiają co roku powyżej 160 000 hektarów buraka cukrowego. Stanowi to ponad 35% całkowitej powierzchni upraw tego surowca w Stanach Zjednoczonych. Joe Hastings, główny agronom ACSC, szczególne predyspozycje regionu pod kątem uprawy buraka tłumaczy następująco: „10 000 lat temu dolina Red River leżała na dnie jeziora polodowcowego, co daje nam bogate gleby, które nie wymagają nawadniania. Gleba jest naszym zbiornikiem wody. Ze względu na nasze położenie na północy, latem mamy długie dni, które pomagają zwiększyć zapasy cukru w korzeniu buraka. Z kolei mroźne zimy sprzyjają przechowywaniu plonów, dzięki czemu możemy je dłużej przetwarzać”.

W połowie sierpnia plantatorzy zaczynają wykopywać wąskie pasy swoich pól, aby zaspokoić bieżące zapotrzebowanie 5 cukrowni ACSC. Żeby bulwy nabrały więcej masy, reszta plonów pozostaje w ziemi. Dopiero na początku października zbiory nabierają prawdziwego tempa. Rozpoczyna się wtedy wyścig z czasem, aby zdążyć wykopać buraki i dostarczyć je na pryzmy ACSC przed nadejściem siarczystych w tym regionie mrozów. U szczytu tego etapu zbioru dzienna dostawa buraków cukrowych przekracza milion ton.

Jak monitorować tak gigantyczny przepływ surowych produktów rolnych? „Doglądanie 160 000 hektarów produkcji buraka cukrowego w czasie rzeczywistym to prawdziwe wyzwanie” – twierdzi Joe Hastings. „Informacje o postępie zbioru i wielkości plonów mają kluczowe znaczenie dla zarządzania zasobami ACSC”.

Z pomocą przychodzą dane satelitarne, które pozwalają uniknąć sytuacji, w której rolnicy poświęcaliby więcej czasu na raportowanie każdego swojego ruchu, niż na właściwą opiekę nad uprawami. Jak przekonuje Przemysław Żelazowski, dyrektor ds. rozwoju w SatAgro, „Dane satelitarne łączą bardzo niski koszt pozyskania informacji z wysoką dokładnością”.

Na początku 2020 roku Dział Agronomii ACSC zwrócił się do SatAgro z potrzebą efektywnego monitorowania postępu zbioru buraka cukrowego w całej dolinie Red River. Waga tego rodzaju informacji była szczególnie odczuwalna po sezonie 2019, podczas którego intensywne opady deszczu uniemożliwiły zebranie z pól ponad 30% plonów.

Branża satelitarnej obserwacji Ziemi jest już na tyle dojrzała, że cały glob obrazowany jest praktycznie codziennie. Jednak, jak zauważa Stefan Józefowicz, kierownik projektu ze strony SatAgro, „Ciągłe monitorowanie regionu doliny Red River tylko za pomocą »tradycyjnych« danych optycznych, podobnie jak w przypadku innych regionów klimatu umiarkowanego na całym świecie, nie jest łatwe – przede wszystkim przez długotrwałe okresy stałego zachmurzenia”. W związku z tym, że w kluczowej fazie zbioru buraka cukrowego niebo nad Doliną jest często spowite chmurami (a największe wyzwania logistyczne związane ze zbiorem pojawiają się właśnie podczas złej pogody), to mogłoby się zdarzyć, że w , gdy obrazy są najbardziej potrzebne, najtrudniej byłoby je pozyskać.

Z tego powodu opracowany przez SatAgro system monitorowania zbioru wykorzystuje również inny rodzaj danych satelitarnych– zdjęcia radarowe (synthetic aperture radar – SAR). Zamiast liczyć na czyste niebo między satelitą a terenem, satelity SAR emitują przenikające przez chmury fale, po czym rejestrują ich powracające odbicia. W systemie śledzenia zbioru SatAgro dane SAR służą, jako „chmuroodporne” zabezpieczenie wobec chwilami niewystarczającego obrazowania optycznego.
Dzięki połączeniu optycznych i radarowych zdjęć satelitarnych, opracowany przez SatAgro system nie jest uzależniony od warunków atmosferycznych i umożliwił uchwycenie przebiegu i dynamiki zbioru buraka cukrowego na potrzeby ACSC w 2020 roku.

W pierwszym kroku system regularnie generuje szczegółowe mapy zbioru dla poszczególnych pól. Dane z tego poziomu agregowane są później do regionalnych wartości procentowych zgodnie z wewnętrzną organizacją i potrzebami biznesowymi klienta. Takie regionalne dane są następnie prezentowane w formie wykresów i map na intuicyjnym pulpicie.
„Generowane przez SatAgro informacje na temat stopnia ukończenia prac dały nam większą pewność co do prognoz dotyczących plonu i zbioru” – mówi główny agronom ACSC. „Zespół SatAgro sprawnie stworzył system dostosowany do naszej działalności, naszego sposobu myślenia, potrzebnych nam informacji oraz sposobu ich prezentacji”.

„Celem SatAgro było wspieranie ACSC poprzez dostarczanie dokładnych i aktualnych informacji o zbiorze. Świetnie było dołożyć swoją małą cegiełkę do tej gigantycznej operacji” – podkreśla Stefan Józefowicz.
Projekt monitorowania zbioru buraka cukrowego dla ACSC stanowi przykład usług SatAgro szytych na miarę dla klientów instytucjonalnych. Tego typu usługi obejmują również szereg innych narzędzi, m.in. do rolnictwa precyzyjnego, optymalizacji nawadniania, czy prognozowania plonów.

Źródło: SatAgro