ГІС-моделювання просторово-деталізованого руху сільськогосподарської техніки в задачах прецизійного землеробства
DOI:
https://doi.org/10.17721/1728-2713.113.12Ключові слова:
прецизійне землеробство, глобальна навігаційна супутникова система (ГНСС), геоінформаційні системи (ГІС), траєкторія руху техніки, просторово-часовий аналізАнотація
Вступ. Розвиток технологій прецизійного землеробства супроводжується зростанням обсягів просторово-часових даних, що характеризують не лише стан агроекосистем, але й параметри функціонування сільськогосподарської техніки. У цьому контексті особливого значення набуває використання даних глобальних навігаційних супутникових систем (ГНСС) для аналізу режимів руху агротехніки у межах окремих полів.
Методи. Розглянуто підхід до просторово-часового аналізу руху сільськогосподарської техніки на основі траєкторій за ГНСС із застосуванням геоінформаційних систем. Дослідження ґрунтується на представленні траєкторії руху у вигляді сукупності елементарних просторово-часових сегментів, для яких визначаються метричні, часові та швидкісні характеристики. Це дає змогу перейти від суто часових або усереднених показників до просторово орієнтованої інтерпретації параметрів руху.
Результати. Дослідження виконано на прикладі виробничого сільськогосподарського поля Західного регіону України. На основі даних GNSS сформовано траєкторії руху агротехніки, виконано їх сегментацію руху та здійснено розрахунок середньої швидкості руху для окремих сегментів. Отримані результати візуалізовано у вигляді тематичних карт і графіків, що відображають просторову варіабельність швидкісних режимів у межах поля. Результати аналізу засвідчили наявність вираженої внутрішньопольової неоднорідності швидкості руху техніки, зумовленої конфігурацією ділянки, особливостями організації проходів та зонами маневрування. Просторове подання швидкісних параметрів дозволило ідентифікувати та візуалізувати ділянки стабільної роботи, уповільнення та розворотів, які не завжди виявляються при аналізі табличних або часових даних.
Висновки. Отримані результати підтверджують доцільність використання сегментованого просторово-часового аналізу траєкторій за ГНСС для дослідження руху сільськогосподарської техніки та обґрунтовують можливість застосування такого підходу в технології прецизійного землеробства для оцінювання ефективності польових операцій і підтримки управлінських рішень.
Посилання
Aubry, C., Berruto, R., & Busato, P. (2019). Telematics and digital technologies for agricultural machinery management. Computers and Electronics in Agriculture, 162, 78–89. https://doi.org/10.1016/j.compag.2019.04.013
Bettucci, F., Lindia, P., & Trunfio, P. (2026). Operational state classification of agricultural machinery using GNSS data: A minimal-input approach for field efficiency assessment. Computers and Electronics in Agriculture, 240, 111193. https://doi.org/10.1016/j.compag.2025.111193
Bochtis, D., Sørensen, C. G., & Busato, P. (2014). Advances in agricultural machinery management: A review. Biosystems Engineering, 126, 69–81. https://doi.org/10.1016/j.biosystemseng.2014.07.012
Burachek, V. H., Zatserkovnyi, V. I., & Zhelezniak, O. O. (2011). Geoinformation analysis of spatial data. NDU im. M. Hoholia [in Ukrainian]. [Бурачек, В. Г., Зацерковний, В. І., & Железняк, О. О. (2011). Геоінформаційний аналіз просторових даних. НДУ ім. М. Гоголя].
Catania, P., & Vallone, M. (2020). Positioning accuracy comparison of GNSS receivers used for precision agriculture. Agronomy, 10(7), 924. https://doi.org/10.3390/agronomy10070924
Chen, Y., Wang, X., & Zhang, H. (2023). Field-road classification for GNSS recordings of agricultural machinery trajectories. Computers and Electronics in Agriculture, 205, 107937. https://doi.org/10.1016/j.compag.2023.107937
Gebbers, R., & Adamchuk, V. I. (2010). Precision agriculture and food security. Science, 327(5967), 828–831. https://doi.org/10.1126/science.1183899
Godwin, R. J., Richards, T. E., Wood, G. A., Welsh, J. P., & Knight, S. M. (2003). An economic analysis of the potential for precision farming in UK cereal production. Biosystems Engineering, 84(4), 533–545. https://doi.org/10.1016/S1537-5110(03)00106-3
Guo, J., Li, X., Li, Z., Xu, L., Yan, G., Zhao, C., Fairbairn, D., Watson, D., & Ge, M. (2018). Precise point positioning using multi-GNSS for precision agriculture. Precision Agriculture, 19, 895–911. https://doi.org/10.1007/s11119-018-9568-8
Hofmann-Wellenhof, B., Lichtenegger, H., & Wasle, E. (2008). GNSS: Global Navigation Satellite Systems: GPS, GLONASS, Galileo, and more. Springer. https://doi.org/10.1007/978-3-211-73017-1
Kowalczyk, K., & Hadas, Z. (2024). Comparative analysis of GNSS positioning concepts dedicated to precision agriculture. Sensors, 24(3), 812. https://doi.org/10.3390/s24030812
McBratney, A., Whelan, B., Ancev, T., & Bouma, J. (2005). Future directions of precision agriculture. Precision Agriculture, 6(1), 7–23. https://doi.org/10.1007/s11119-005-0681-8
Zandonadi, R. S., Milan, M., & Molin, J. P. (2021). Operational efficiency analysis of agricultural machinery using GNSS data. Computers and Electronics in Agriculture, 182, 105991. https://doi.org/10.1016/j.compag.2021.105991
Zatserkovnyi, V. I., Vorokh, V. V., Hloba, O. M., Mironchuk, T. A., & Plichko, L. V. (2025a). Features of applying GIS, GPS, remote sensing and artificial intelligence in soil studies. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 3(110), 98–117 [in Ukrainian]. [Зацерковний, В. І., Ворох, В. В., Глоба, О. М., Мирончук, Т. А., & Плічко, Л. В. (2025a). Особливості застосування ГІС, GPS, дистанційного зондування Землі та штучного інтелекту у дослідженні ґрунтів. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 3(110), 98–117]. https://doi.org/10.17721/1728-2713.110
Zatserkovnyi, V. I., Vorokh, V. V., Hloba, O. M., Mironchuk, T. A., & Syuiva, I. S. (2025b). Agrochemical soil analysis in precision agriculture technologies: A case study of Chernihiv region. Visnyk of Taras Shevchenko National University of Kyiv. Geology, 1(108), 85–93 [in Ukrainian]. [Зацерковний, В. І., Ворох, В. В., Глоба, О. М., Мирончук, Т. А., & Сюїва, І. С. (2025b). Агрохімічний аналіз ґрунтів у технологіях прецизійного землеробства: на прикладі Чернігівської області. Вісник Київського національного університету імені Тараса Шевченка. Геологія, 1(108), 85–93]. https://doi.org/10.17721/1728-2713.108.122
Zhang, Q., & Pierce, F. J. (Eds.). (2013). Agricultural automation: Fundamentals and practices. CRC Press. http://opac.ascot.edu.ph/ebooks/AGRICULTURE/AgriculturalAutomationFundamentalsandPracticesCRCPressTaylor&FrancisGroup(2013).pdf
Завантаження
Опубліковано
Номер
Розділ
Ліцензія
Авторське право (c) 2026 Віталій Зацерковний, Віктор Ворох, Олександр Ніколаєнко, Тетяна Пастушенко, Ірина Сюйва
Ця робота ліцензується відповідно до ліцензії Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Ознайомтеся з політикою за посиланням: https://geology.bulletin.knu.ua/licensing
