Powszechny Spis Rolny to kompleksowe badanie sektora producentów rolnych, przeprowadzane co dekadę w krajach Unii Europejskiej. Dane gromadzone w ramach spisu dotyczą demografii, finansów, majątku, jak i samego gospodarstwa rolnego, jego areału i sposobu użytkowania. Z końcem listopada 2020 zakończył się spis w Polsce zrealizowany w tradycyjny sposób. Ale już teraz są możliwości, aby Powszechny Spis Rolny przeprowadzić ze wsparciem danych satelitarnych.
30 listopada 2020 roku Główny Urząd Statystyczny (GUS) zakończył Powszechny Spis Rolny 2020 w Polsce. W naszym kraju poddanie się spisowi jest obowiązkiem ustawowym. Poprzedni Powszechny Spis Rolny odbył się w Polsce w 2010 roku. Jest to ogromna operacja organizacyjna, polegająca na zebraniu, przetworzeniu i rozpowszechnieniu szczegółowych danych dotyczących wszystkich gospodarstw i rolników w każdym kraju członkowskim UE. Zebrane dane umożliwiają porównywanie gospodarstw w różnych krajach i są podstawą do kreowania Wspólnej Polityki Rolnej, także wysokości dopłat. Tegorocznym badaniem, w różnych terminach w różnych krajach, zostanie objętych 10,5 mln gospodarstw w całej Wspólnocie.
Właściciele gospodarstw rolnych pytani są m.in. o strukturę dochodów gospodarstwa domowego, rodzaj i liczbę inwentarza, stan maszyn i urządzeń rolniczych oraz stosowane metody produkcji. Właściciele gospodarstw rolnych odpowiadają także na pytania dotyczące gruntów uprawnych, czyli dokładnej powierzchni, według gatunków roślin, łąk, pastwisk, upraw, plantacji i szkółek krzewów oraz drzew. W tradycyjnym podejściu rolnicy są pytani o te informacje przez rachmistrzów osobiście, telefonicznie lub za pośrednictwem ankiety internetowej. W Polsce blisko jedna piąta gospodarstw skorzystała z możliwości samospisu przez Internet.
Z kosmosu widać lepiej
Innowacyjne podejście pozwala pozyskać część danych ze zobrazowań satelitarnych. W dodatku dane satelitarne mogą być aktualizowane na bieżąco, na podstawie informacji z platform, takich jak DIAS (Data and Information Access Services), realizowanych w ramach unijnego programu Copernicus, które stanowią zarówno środowisko przechowywania, jak i przetwarzania danych.
Copernicus został powołany w celu monitorowania i lepszego poznania naszej planety. Program pomaga także aktywizować biznes wokół informacji zbieranych w procesie obserwacji Ziemi. Informacje te pozyskiwane są m.in. w ramach misji Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA) przez satelity konstelacji Sentinel. Dane są udostępniane na platformach takich jak CREODIAS, które te dane satelitarne przechowują, przetwarzają w celu uzyskania informacji, udostępniają i archiwizują.
Dane satelitarne, które pozyskiwane są przez satelity ESA, już dzisiaj są wykorzystywane przez administrację również do celów statystycznych. Umożliwiają one łatwy i szybki dostęp do historycznych, jak i aktualnych informacji na temat aktualnego stanu upraw i rolnictwa. Otwarty, publiczny dostęp do danych satelitarnych z europejskiego programu Copernicus daje szeroką możliwość wykorzystania ich potencjału zarówno przeciętnemu obywatelowi, jak i administracji publicznej – wyjaśnia Przemysław Mujta, Dyrektor Sprzedaży w CloudFerro, polskiej firmie, która jest twórcą i operatorem platformy chmurowej CREODIAS. CloudFerro specjalizuje się w budowie chmur obliczeniowych, czyli tzw. cloud computingu dla dużych repozytoriów danych, takich jak m.in. informacje pozyskiwane z obserwacji Ziemi z orbity.
Oprócz poprawy jakości informacji, korzystanie z danych satelitarnych może pomóc w zmniejszeniu obciążenia sprawozdawczego rolników i całego sektora. Kosztowny i czasochłonny spis rolny może być wspierany na bieżąco w zakresie przetwarzania danych tematycznych dotyczących pól uprawnych – dodaje przedstawiciel CloudFerro. Głównymi zaletami obrazowania satelitarnego jest jego dokładność, aktualność i powtarzalność (standaryzacja). Zarówno urzędy regionalne, jak i administracja centralna mogą z powodzeniem wykorzystywać najnowsze i historyczne informacje nie tylko w celach statystycznych, ale także bieżącego monitorowania rynku rolniczego, obserwacji skutków suszy czy innych zjawisk, w tym klęsk żywiołowych. Dzięki dużej rozdzielczości spektralnej i przestrzennej zdjęć satelitarnych (nawet do 40 cm) oraz szerokiemu zakresowi tematycznemu produktów wyjściowych, jakie uzyskujemy dzięki satelitom, możemy obserwować proces dojrzewania upraw i dokładnie wyznaczyć optymalny termin zbiorów, wykrywać choroby roślin czy monitorować zapotrzebowanie na nawozy oraz nawadnianie. Zastosowań jest nieskończenie wiele, a jednym z nich jest właśnie klasyfikacja upraw – wyjaśnia Przemysław Mujta.
Praktyczne użycie
Przykładem wykorzystania obrazowania satelitarnego w klasyfikacji upraw i innych terenów zielonych jest szczegółowa mapa pokrycia terenu w Europie. Taką mapę, w celach badawczych, utworzono w 2017 roku w Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk przez Zakład Obserwacji Ziemi. Uwzględnia ona 13 najbardziej istotnych klas, w tym obszary rolnicze, lasy liściaste i iglaste, bagna i torfowiska. Została przygotowana na podstawie 15 tys. zdjęć z satelity Sentinel-2, przy wykorzystaniu automatycznych algorytmów i uczenia maszynowego. Projekt został opracowany na platformie CREODIAS, przy wsparciu zespołu CloudFerro. Tego typu mapa mogłaby powstawać co roku i służyć jako aktualne źródło danych statystycznych oraz śledzenia zachodzących zmian.
Inny przykład to aplikacja Sen4CAP (Sentinels for Common Agricultural Policy), wspomagająca monitorowanie realizacji unijnej Wspólnej Polityki Rolnej, która jest już z powodzeniem używana w Europie zachodniej. W tym przypadku oprogramowanie wykorzystuje dane z satelitów w celu monitorowania terenów upraw objętych dopłatami. Spis powszechny dotyczy rolnictwa w ujęciu generalnym. Zatem nie chodzi tutaj tylko o ustalenie, co, gdzie oraz w jakiej ilości jest uprawiane. Dzięki obrazowaniu satelitarnemu, aktualne informacje dotyczące upraw są ogólnie dostępne (np. przy pomocy Sen4CAP) i zdecydowanie mogłyby wesprzeć badanie spisowe jednocześnie wzbogacając jego wartości – mówi Przemysław Mujta. Jedynym wyzwaniem jest odpowiednie dostosowanie metod przetwarzania danych. Czyli utworzenia takich aplikacji, które, zasilane spływającymi z satelitów danymi, będą generowały określone wyniki dedykowane spisom powszechnym. Moim zdaniem, istnieje spore prawdopodobieństwo, że następny spis rolny powstanie w dużej części automatycznie w oparciu o obrazowanie satelitarne. Główny Urząd Statystyczny już testuje u nas pilotażowe rozwiązanie techniczne – dodaje.
Wysokie koszty badania tradycyjnego spisu
Plany dotyczące tegorocznego spisu rolników w samej Polsce zakładały zatrudnienie 5,5 tys. rachmistrzów do przeprowadzania wywiadów bezpośrednich, blisko 500 do wywiadów telefonicznych oraz 2,6 tys. koordynatorów zbierających dane z poziomu gmin. Udział w badaniu ma wziąć w Polsce ponad 1,1 mln gospodarstw rolnych. Całkowity koszt spisu został zaplanowany na blisko 250 mln zł. Sporą część budżetu pochłoną wydatki na ustalenie wielkości poszczególnych upraw w gospodarstwach. Te informacje są zbierane od rolników, a następnie wyrywkowo weryfikowane przez osoby zatrudnione przez urzędy gminne. Spis AD 2020 został dodatkowo skomplikowany przez pandemię COVID-19, która znacznie utrudnia wszelkie kontakty, w tym zbieranie wywiadów w sposób bezpośredni.
Tymczasem dane satelitarne Copernicus są bezpłatne. Umieszczone w chmurze są niewrażliwe na choroby i powszechnie dostępne. Organizacja danych i informacji w chmurze CloudFerro zapewnia standardy bezpieczeństwa danych zgodnie z ISO 27001. Skalowalność środowiska chmurowego CloudFerro, połączona z dostępem do repozytorium danych EO, pozwala uruchamiać niezależne aplikacje, pracujące na tych samych danych do różnych celów. Możliwość szczegółowej segmentacji danych źródłowych i zasobów informatycznych pozwala na budowanie adekwatnych i realnych budżetów zadań realizowanych na platformie CloudFerro.
Źródło: CloudFerro, GUS
Opracował: Paweł Z. Grochowalski
