Műholdak a fenntartható mezőgazdaságért
A bolygónk körül keringő nagyszámú navigációs és földmegfigyelési célú műhold által előállított adatok és űrfelvételek életünk számos területén hasznosulnak. E területek közül azonban kiemelkedik a mező- és erdőgazdálkodás.
Napjaink mezőgazdasága óriási kihívásokkal néz szembe. A Föld folyamatosan növekvő népessége miatt egyre több élelemre van szükség. A klímaváltozás hatásai, az emelkedő átlaghőmérséklet, a szélsőséges időjárás, az egyre gyakoribb aszályok és a kártevők terjedése miatt azonban ennek megtermelése egyre nehezebb.
A mező- és erdőgazdálkodásban szinte az űrfelvételek elterjedésével egy időben kezdődtek meg azok a fejlesztések, amelyek oda vezettek, hogy a korszerű mezőgazdasági termelés jövője már elképzelhetetlen műholdas navigáció és űrfelvételek nélkül.
Azt az adottságot, hogy a Napból vagy egy radarsugárzóból érkező elektromágneses hullámok nagyon eltérően viselkednek attól függően, hogy mivel találkoznak a Föld felszínén (pl. milyen típusú, szerkezetű, nedvességtartalmú talajjal vagy növényzettel), a mezőgazdaság is erősen kiaknázza – például több egymást követő időpontban készített űrfelvétel kombinált kiértékelésével pontosan felismerhetők és elkülöníthetők egymástól az eltérő mezőgazdasági kultúrák, vagy a homogén mezőgazdasági táblákon belül azonosítani lehet a különböző okokból eltérően fejlődő területeket, sőt kellő információ birtokában termésbecslést is végezhetünk.
A mezőgazdaság első távérzékeléses felmérései arra irányultak, hogy meghatározzák, egy ország vagy régió területén az egyes gazdasági növényekből az adott évben mekkora termés várható. Ehhez először is tudni kell, hogy melyik növényt mekkora területen vetették el, és az adott évi időjárás mellett milyen hektáronkénti hozamok várhatóak. A földmegfigyelési adatok mindkét kérdésre választ adhatnak. Egyrészt mezőgazdasági növényekre vonatkozóan vetésszerkezeti térképek készíthetők, másrészt a gazdasági növények fejlődésére, egészségi állapotára utaló jellemzők alapján a várható hozamról is tudnak adatokat szolgáltatni. Ezek meteorológiai adatokkal kiegészítve vagy azok nélkül is alkalmasak a várható termésmennyiség becslésére. A várható termés előrejelzése rendkívül fontos egy ország számára ahhoz, hogy tudja, milyen terményekből lesz önellátó, illetve szorul majd behozatalra, vagy mekkora tárolókapacitásra lesz szüksége, de ezzel a technológiával az országok egymás „éléskamrájába” is be tudnak lesni. Földmegfigyelésen alapuló operatív termés-előrejelzést Magyarországon a Földmérési és Távérzékelési Intézet készített 1997 és 2003 között.
A mezőgazdaságban termesztett növényeink távérzékeléses azonosítását az teszi lehetővé, hogy egyrészt sajátságosan nyelik el vagy verik vissza az elektromágneses hullámokat, másrészt évről-évre az adott évhez igazodva végzik el a velük kapcsolatos mezőgazdasági munkákat, mint például a talaj-előkészítés, vetés, gyomirtás és betakarítás. Ezeknek a munkáknak mind-mind megvannak a lenyomatai az űrfelvétel-idősorokon. Sokszor azonban az időjárás vagy a természet beleszól az ember által elvárt növényfejlődésbe. A túl sok csapadék árvizeket, belvizeket, a túl kevés csapadék aszályos időszakokat okoz. Ilyen esetekben a növények fejlődése nem lehet ideális, a belvízben kipusztulnak az elvetett növények, az aszály jelentősen visszaveti a fejlődésüket, hozamkiesést eredményezve. Egy kártevő vagy egy nehezen kiirtható gyomnövény elterjedése is rendkívüli károkat okoz. Ezeknek az időjárási és természeti anomáliáknak a nagy területet érintő felmérését is csak űrfelvételek számítógépes kiértékelésével valósíthatjuk meg eredményesen. Magyarországon is hatékonyan alkalmazzák a távérzékeléses eljárással készült belvíz- és aszálytérképeket a gazdálkodók időjárás okozta kárainak enyhítésére szolgáló eljárásban, vagy a veszélyes gyomok elterjedését felmérő térképeket a súlyos allergiát okozó parlagfű elleni védekezésben.
Bolygónk klímája folyamatosan változik – az elmúlt évtizedekben egyértelművé vált, hogy az átlaghőmérséklet emelkedése, vagy a csapadék mennyiségének és eloszlásának átrendeződése is ennek a változásnak az eredménye. Ezek a változások súlyosan érintik a mezőgazdaságot. Egyes, az élelmezésben vagy ipari alapanyagként fontos növények a termesztésükhöz szükséges környezeti feltételek hiánya miatt kiszorulnak olyan területekről, amelyeken korábban eredményesen termeszthetők voltak. Ezeknek a környezeti változásoknak a vizsgálatához nagy területeket átfogó, globális szemléletre van szükség, hogy legalább regionális válaszokat tudjunk adni a problémákra. Erre egy példa az, amikor a heves esőzésekkor keletkező víztöbbletet nem próbáljuk minél gyorsabban elvezetni a mezőgazdasági területekről, hanem helyben tároljuk, hogy az aszályos időszakban a mezőgazdasági öntözési igényeket ki lehessen elégíteni. A globális, hosszú időszakokat felölelő adatgyűjtésnek és kiértékelésnek is fontos technikai megoldásait szolgáltatják a földmegfigyelő műholdak.
Annak érdekében, hogy a mezőgazdaság hosszú távon képes legyen élelmiszerrel ellátni a Föld folyamatosan növekvő népességét, két feltételnek kell egyszerre megfelelni. Egyrészt növelni kell a termelés hatékonyságát, másrészt pedig meg kell őrizni a mezőgazdaság szempontjából legfontosabb termelési tényezők, a talaj, a víz, a klíma és az élővilág állapotát. Ez a fenntartható mezőgazdaság alapja. A termelés hatékonyságának növelése és a környezetterhelés csökkentése érdekében egyre szélesebb körben terjednek el a precíziós mezőgazdasági technológiák. A precíziós gazdálkodást másképpen termőhelyhez alkalmazkodó gazdálkodásnak is nevezhetjük, amely során egy mezőgazdasági táblán belül is figyelembe tudjuk venni a környezeti adottságok változékonyságát, és ehhez igazodva elégíthetők ki a termesztett növények igényei. Ez a fajta mezőgazdasági művelés a műholdas helymeghatározáson, mint alapszolgáltatáson túl magába foglalja a távérzékelési módszerekkel (műholdakkal, drónokkal, traktorra szerelt szenzorokkal) támogatott adatgyűjtést pl. a talaj állapotáról, a termőhelyhez alkalmazkodó termesztést (pl. a műtrágya és a növényvédőszer adagolása a mezőgazdasági táblán belül is eltérő mértékben, a termőhely állapotának megfelelően történik), az integrált növényvédelmet, valamint a növénytermesztés gépesítésének modernizálását.
Ezeknek a rendszereknek a segítségével lehetséges, hogy a mezőgazdasági táblák egyes részeiről az ott elérhető maximális termés legyen betakarítható, amihez ugyanakkor csak a szükséges és ténylegesen hasznosuló mennyiségű műtrágyát és növényvédő szert használják fel.
Lechner Tudásközpont Űrtávérzékelési Osztály
