Перспективы цифровой трансформации урбанизированного растениеводства
Prospects for digital transformation of urbanized plant growing

КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА:

цифровая трансформация, урбанизированное растениеводство, данные в цифровой форме, компьютерное зрение, энергоинформационный подход, digital transformation, urbanized plant growing, digital data, computer vision, energy information approach

АННОТАЦИЯ

Авторы: Басарыгина Елена Михайловна, Черепухина Светлана Васильевна, Деев Виталий Вячеславович, Колотыгина Евгения Александровна

Цифровая инфраструктура сельского хозяйства опирается на технологические решения, к которым относятся технологии городского сельского хозяйства и автономных вертикальных ферм. Для реализации комплекса мер по цифровой трансформации урбанизированного растениеводства необходимо использование информационно-коммуникационных технологий в процессе производства продукции. Наряду с выполнением операций, направленных непосредственно на осуществление вегетационного процесса, следует выполнять дополнительные виды действий, которые направлены на создание базы данных по перспективным агротехнологиям, параметрам микроклимата; культурам и сортам и т.д. В этом плане целесообразным является использование информации, получаемой с помощью спектрального оборудования и системы видеонаблюдения, которая может являться частью общей системы компьютерного (машинного) зрения.  Сбор такой информации осуществлялся в лаборатории урбанизированного растениеводства ФГБОУ ВО Южно-Уральский ГАУ с помощью системы видеонаблюдения, установленной на фитотроне «Роса-1», и спектрофотометра «ТКА-Спектр» (ФАР). В статье представлены данные, относящиеся к выращиванию растений земляники: наглядная информация, получаемая с помощью цифрового фитотрона, и параметры светового режима в фитоценозе. В частности, соотношение облученности в синей, зеленой и красной спектральных зонах составило соответственно 16,7; 28,6; 54,7 %. Использование указанных значений в качестве нормированных позволяет оценить коэффициент отклонения спектра и энергоемкость облученности в соответствии с энергоинформационным подходом, который предусматривает использование расчетных данных по энергоемкости производства продуктов урбанизированного растениеводства в цифровой форме. В целом базы данных, формируемые в условиях лаборатории, предназначены для реализации мероприятий, связанных с цифровой трансформацией урбанизированного растениеводства путем использования данных в цифровой форме при планировании и управлении производством продуктов растениеводства; поддержки принятия решений, консультационного сопровождения и обучения; перехода к «умному» производству; внедрения систем компьютерного зрения.

Abstract:

NAME: Prospects for digital transformation of urbanized plant growing
AUTOR: Basarygina Elena Mikhailovna, Deev Vitaly Vyacheslavovich, Cherepukhina Svetlana Vasilyevna, Kolotygina Evgeniia Aleksandrovna

The digital infrastructure of agriculture is based on technological solutions, which include technologies for urban agriculture and autonomous vertical farms. To implement a set of measures for the digital transformation of urbanized plant growing, it is necessary to use information and communication technologies in the production process. Along with the performance of operations aimed directly at the implementation of the vegetative process, additional types of actions should be performed that are aimed at creating a database on promising agricultural technologies, microclimate parameters; crops and varieties, etc. In this regard, it is expedient to use information obtained with the help of spectral equipment and a video surveillance system, which can be part of a general computer (machine) vision system. The collection of such information was carried out in the laboratory of urbanized plant growing of the South Ural State Agrarian University using a video surveillance system installed on the Rosa-1 phytotron and a TKA-Spectr spectrophotometer (PAR). The paper presents data related to the cultivation of strawberry plants: visual information obtained using a digital phytotron, and parameters of the light regime in the phytocenosis. In particular, the ratio of irradiance in the blue, green and red spectral zones was 16.7, respectively; 28.6; 54.7%. The use of these values as normalized allows us to estimate the spectrum deviation coefficient and the energy intensity of irradiance in accordance with the energy information approach, which involves the use of calculated data on the energy intensity of the production of urbanized plant growing in digital form. In general, the databases generated in the laboratory are designed to implement activities related to the digital transformation of urbanized plant growing through the using of digital data in the planning and management of plant growing; decision support, consulting support and training; transition to “smart” production; implementation of computer vision systems.