Open Data in Agriculture by Tomáš Řezník

Otevřená data pro zemědělství

Otevřená data pro místní a regionální rozvojKlatovy, 17. února 2016

jak můžeme pracovat efektivněji, jak můžeme pracovat rychleji

Tomáš ŘEZNÍK, Masarykova univerzita/WIRELESSINFOKarel CHARVÁT, WIRELESSINFOVojtěch LUKAS, Mendelova univerzita/WIRELESSINFOKarel CHARVÁT mladší, WIRELESSINFOŠárka HORÁKOVÁ, WIRELESSINFOMichal KEPKA, České centrum pro vědu a společnost

w w w . f o o d i e - p r o j e c t . e u

Grant agreement no: 621074

CIP-ICT-PSP-2013-7 Pilot Type B

2www.foodie-project.eu

Obsah

1. Představení projektu

2. Jednotný datový model FOODIE

3. Český portál FOODIE zblízka

4. Závěr


Farm-Oriented Open Data in Europe

http://foodie-project.eu/

2014 – 2017, financováno v rámci Competitiveness and innovation framework programme (CIP)

rozpočet 6 milionů €, 3 miliony € příspěvek od EU

12 projektových partnerů

7 evropských zemí• Česká republika

• Itálie

• Lotyšsko

• Polsko

• Rakousko

• Španělsko

• Turecko

O projektu

Adopted from: http://lumdimsum.com

http://foodie-project.eu/


Jedna platforma obsahující (zpracovaná) data

• plánování výnosů

• monitoring produkce, výstrahy a analýzy

• management dotací

• sledování zatížení životního prostředí

Vlastnictví dat

• data farmáře jsou citlivá…

• …a jako taková musí zůstat vlastnictvím farmáře

Modularita a integrace

• přizpůsobitelná a rozšiřitelná platforma

• integrace do software farmáře, který užívá jen jedinou aplikaci

Uživatelské požadavky


Jednotný datový model FOODIE

Platformě nezávislý

Založen na více než 15 letech výzkumných i komerčních zkušeností• ekonomická, environmentální i

navigační data

V souladu s• ISO standardy série 19100• CAP IACS (Common Agricultural

Policy Integrated Administration and Control System)

• INSPIRE legislativou (2007/2/ES)

UML (projekt v prostředí Enterprise Architekt) i SQL skript

class Foodie Core Data Model

«featureType»

Agricultural and Aquaculture

Facilities Model::Holding

+ tractor :TractorType [0..*]

+ machine :MachineType [0..*]

+ name :CharacterString [0..1]

+ userId :CharacterString

«featureType»

Agricultural and Aquaculture Facilities Model::

Site

+ code :Identifier


+ geometry :GM_Object

+ activity :EconomicActivityNACEValue [1..*]

+ validFrom :DateTime

+ validTo :DateTime [0..1]

+ beginLifespanVersion :DateTime

+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]

«voidable»

+ includesAnimal :FarmAnimalSpecies [0..*]

«dataType»


FarmAnimalSpecies

«voidable»

+ livestock :LivestockSpeciesValue [0..*]

+ aquaculture :AquacultureSpeciesValue [0..*]

«featureType»

Activ ity Complex::Activ ityComplex

+ inspireId :Identifier

+ thematicId :ThematicIdentifier [0..*]


+ function :Function [1..*]

«voidable»




«voidable, l ifeCycleInfo»


+ endLifespanVersion :DateTime [0..1]

«featureType»

Plot

+ code :Identifier

+ description :CharacterString [0..1]

+ originType :OriginTypeValue

+ geometry :GM_Object [1..*]



+ beginLifeSpanVersion :DateTime


«featureType»

Treatment

+ quantity :Measure

+ formOfTreatment :FormOfTreatmentValue

+ treatmentPurpose :TreatmentPurposeValue [0..*]

+ treatmentDescription :CharacterString [0..1]

+ price :CharacterString [0..1]

+ motionSpeed :Measure [0..1]

+ pressure :Measure [0..1]

+ flowAdjustment :Measure [0..1]

+ applicationWidth :Measure [0..1]

+ areaDose :DoseUnit [0..1]

«codeList»

TreatmentPurposeValue

+ disease

+ ferti l ization

+ pest

+ weed

«featureType»

CropSpecies

+ cropSpecies :CropType

+ cropArea :GM_Object [1..*]



+ production :ProductionType [0..*]



«featureType»

Product

+ productCode :CharacterString [0..*]

+ productName :CharacterString [1..*]

+ productType :CharacterString

+ productSubType :CharacterString [0..*]

+ productKind :ProductKindValue


+ manufacturer :CI_ResponsibleParty [1..*]

+ safetyInstructions :CharacterString [0..1]

+ storageHandling :CharacterString [0..1]

+ registrationCode :CharacterString [0..*]

+ registerUrl :URL [0..*]


«dataType»

PropertyType

+ propertyName :CharacterString

+ quantitativeProperty :Measure [0..1]

+ nonQuantitativeProperty :CharacterString [0..1]

+ propertyType :PropertyTypeValue [0..1]

+ analysisDate :Date

«codeList»

ProductKindValue

+ organic

+ mineral

«dataType»

ProductionType

+ productionDate :Date

+ variety :CharacterString

+ productionAmount :Measure [0..1]

+ productionProperty :PropertyType [0..*]

«codeList»

OriginTypeValue

+ manual

+ system

«featureType»

Alert

+ code :Identifier

+ type :CharacterString [1..*]


+ alertGeometry :GM_Object [1..*]

+ alertDate :Date

+ userCheck :UserCheckType [0..*]

«featureType»

Interv ention

+ type :GenericName

+ description :CharacterString

+ notes :CharacterString [0..1]



+ status :CharacterString


+ supervisor :CI_ResponsibleParty [0..1]

+ operator :CI_ResponsibleParty [0..*]

+ evidenceParty :CI_ResponsibleParty [1..*]

+ interventionGeometry :GM_Object [1..*]

+ creationDateTime :DateTime

+ interventionStart :DateTime

+ interventionEnd :DateTime [0..1]

«featureType»

TreatmentPlan

+ type :GenericName

+ treatmentPlanCode :CharacterString [0..1]



+ campaign :CampaignType [1..*]

+ treatmentPlanCreation :DateTime

«featureType»

ProductPreparation

+ productQuantity :Measure

+ solventQuantity :Measure [0..1]

+ safetyPeriod :TM_Period

«dataType»

Activ eIngredients

+ ingredientName :CharacterString

+ code :CharacterString [0..1]

+ ingredientAmount :Measure [0..1]

«codeList»

DoseUnit

+ minimumDose :Measure [0..1]

+ maximumDose :Measure [0..1]

«codeList»

FormOfTreatmentValue

+ manual

+ applicationMachine

+ aerial

«featureType»

ManagementZone

+ code :Identifier

+ soilProperty :PropertyType [0..*]

+ notes :CharacterString


+ validFrom :DateTime [0..1]




«dataType»

CropType


+ name :CharacterString [1..*]

+ family :CharacterString [0..1]

+ genus :CharacterString [0..1]

+ species :CharacterString [0..1]

+ variety :CharacterString [0..1]



«codeList»

PropertyTypeValue

+ electricConductivity

+ organicMatter

+ pH

+ soilTexture

+ soilType

«featureType»

SoilNutrients

+ nutrientName :GenericName

+ nutrientAmount :Measure [0..1]

+ nutrientMeasure :CharacterString [0..1]

«featureType»

ProductNutrients




«dataType»

UserCheckType

+ responsibleParty :CI_ResponsibleParty

+ checkedByUser :Boolean

«dataType»

MachineType

+ machineCode :CharacterString

«dataType»

TractorType

+ tractorCode :CharacterString

«dataType»

CampaignType

+ period :TM_Period [1..*]

0..*

0..1

0..*

0..*

1..*

0..*

0..*1

+contains

1..* HoldingSites

1..*

0..*

+containsPlot 1..*

HoldingPlots

+containsZone

0..*

+HoldingPlot

0..*

0..*

0..*

0..*

0..* +crop 0..*

0..*0..*

0..*

1

0..*

0..*

0..1

0..1

0..*

0..*


class Foodie Core Data Model

«featureType»

Agricultural and Aquaculture

Facilities Model::Holding




+ userId :CharacterString

«featureType»


Site

+ code :Identifier



+ activity :EconomicActivityNACEValue [1..*]





«voidable»

+ includesAnimal :FarmAnimalSpecies [0..*]

«dataType»


FarmAnimalSpecies

«voidable»

+ livestock :LivestockSpeciesValue [0..*]

+ aquaculture :AquacultureSpeciesValue [0..*]

«featureType»

Activ ity Complex::Activ ityComplex

+ inspireId :Identifier

+ thematicId :ThematicIdentifier [0..*]


+ function :Function [1..*]

«voidable»




«voidable, l ifeCycleInfo»


+ endLifespanVersion :DateTime [0..1]

«featureType»

Plot

+ code :Identifier


+ originType :OriginTypeValue






«featureType»

Treatment

+ quantity :Measure

+ formOfTreatment :FormOfTreatmentValue

+ treatmentPurpose :TreatmentPurposeValue [0..*]

+ treatmentDescription :CharacterString [0..1]


+ motionSpeed :Measure [0..1]

+ pressure :Measure [0..1]

+ flowAdjustment :Measure [0..1]

+ applicationWidth :Measure [0..1]

+ areaDose :DoseUnit [0..1]

«codeList»

TreatmentPurposeValue

+ disease

+ ferti l ization

+ pest

+ weed

«featureType»

CropSpecies

+ cropSpecies :CropType

+ cropArea :GM_Object [1..*]



+ production :ProductionType [0..*]



«featureType»

Product

+ productCode :CharacterString [0..*]

+ productName :CharacterString [1..*]

+ productType :CharacterString

+ productSubType :CharacterString [0..*]

+ productKind :ProductKindValue


+ manufacturer :CI_ResponsibleParty [1..*]

+ safetyInstructions :CharacterString [0..1]

+ storageHandling :CharacterString [0..1]

+ registrationCode :CharacterString [0..*]

+ registerUrl :URL [0..*]


«dataType»

PropertyType

+ propertyName :CharacterString

+ quantitativeProperty :Measure [0..1]

+ nonQuantitativeProperty :CharacterString [0..1]

+ propertyType :PropertyTypeValue [0..1]

+ analysisDate :Date

«codeList»

ProductKindValue

+ organic

+ mineral

«dataType»

ProductionType

+ productionDate :Date

+ variety :CharacterString

+ productionAmount :Measure [0..1]

+ productionProperty :PropertyType [0..*]

«codeList»

OriginTypeValue

+ manual

+ system

«featureType»

Alert

+ code :Identifier

+ type :CharacterString [1..*]


+ alertGeometry :GM_Object [1..*]

+ alertDate :Date

+ userCheck :UserCheckType [0..*]

«featureType»

Interv ention

+ type :GenericName





+ status :CharacterString


+ supervisor :CI_ResponsibleParty [0..1]

+ operator :CI_ResponsibleParty [0..*]

+ evidenceParty :CI_ResponsibleParty [1..*]

+ interventionGeometry :GM_Object [1..*]

+ creationDateTime :DateTime

+ interventionStart :DateTime

+ interventionEnd :DateTime [0..1]

«featureType»

TreatmentPlan

+ type :GenericName

+ treatmentPlanCode :CharacterString [0..1]



+ campaign :CampaignType [1..*]

+ treatmentPlanCreation :DateTime

«featureType»

ProductPreparation

+ productQuantity :Measure

+ solventQuantity :Measure [0..1]

+ safetyPeriod :TM_Period

«dataType»

Activ eIngredients

+ ingredientName :CharacterString


+ ingredientAmount :Measure [0..1]

«codeList»

DoseUnit

+ minimumDose :Measure [0..1]

+ maximumDose :Measure [0..1]

«codeList»

FormOfTreatmentValue

+ manual

+ applicationMachine

+ aerial

«featureType»

ManagementZone

+ code :Identifier

+ soilProperty :PropertyType [0..*]

+ notes :CharacterString


+ validFrom :DateTime [0..1]




«dataType»

CropType


+ name :CharacterString [1..*]

+ family :CharacterString [0..1]

+ genus :CharacterString [0..1]

+ species :CharacterString [0..1]

+ variety :CharacterString [0..1]



«codeList»

PropertyTypeValue

+ electricConductivity

+ organicMatter

+ pH

+ soilTexture

+ soilType

«featureType»

SoilNutrients




«featureType»

ProductNutrients




«dataType»

UserCheckType

+ responsibleParty :CI_ResponsibleParty

+ checkedByUser :Boolean

«dataType»

MachineType

+ machineCode :CharacterString

«dataType»

TractorType

+ tractorCode :CharacterString

«dataType»

CampaignType

+ period :TM_Period [1..*]

0..*

0..1

0..*

0..*

1..*

0..*

0..*1

+contains

1..* HoldingSites

1..*

0..*

+containsPlot 1..*

HoldingPlots

+containsZone

0..*

+HoldingPlot

0..*

0..*

0..*

0..*

0..* +crop 0..*

0..*0..*

0..*

1

0..*

0..*

0..1

0..1

0..*

0..*

Atributy intervence Hodnota

Typ zásahu aplikace herbicidu

Status probíhající

Začátek intervence 2015-04-22

Zodpovědná osoba Já První, senior manager, klapka 7435

Množství přípravku 70 litrů

Aplikační šířka 25 metrů

Způsob aplikace Aplikační stroj

Prostředek Roundup®

… …

Atributy produktu Hodnota

Kód 01475200

Název Roundup®

Typ herbicid

Výrobce MONSANTO®

URL na registr http://agro-register.cz/?1475

Bezpečnostní instrukce Oční kontakt: na základě toxikologických studií může způsobit bolest očí, jejich zarudnutí a slzení.…

Jednotný datový model FOODIE


http://foodie-data.wirelessinfo.cz

Jednotný portál s ucelenými daty o zemědělství

• otevřená i chráněná data, která je obtížné propojovat

• základem je jednotný datový model FOODIE

Webové služby

• interoperabilní: založené na specifikacích OGC (Open GeospatialConsortium) a dalších standardech

• rychlé: založené na „IT best practices“ jako například JSON

Český portál FOODIE

http://foodie-data.wirelessinfo.cz/


OpenStreetMap

…nebo ortofotomapa s farmářskými bloky

Podkladová mapa


OpenStreetMap využito také jako mapového podkladu pro telemetrická data

Podkladová mapa


Monitoring strojů

Spotřeba l/h

11

Testovací farma

• Tršická zemědělská a.s.

• přibližně 1284 hektarů

• monitorováno 9 traktorů

• 23 přípojných zařízení

• sběr dat od března 2015

Denní přehled aktivit traktoru

12


Webová služba OGC (Open Geospatial Consortium) na Katastr nemovitostí ČR

• OGC WMS (Web Map Service) pro prohlížení dat

• OGC WFS (Web Feature Service) pro stažení dat

Digitální katastr nemovitostí


Data evropského (družicového) programu

• celá EU, prostorové rozlišení 25 metrů

Digitální model reliéfu


Souvislost s (potenciálním) znečištěním vod

Nitrátová směrnice EU

• 50% dusíku se do půdy dostává ze zemědělství

• ochranné pásmo 25 metrů, resp. 50 metrů od vodních toků a ploch

Vodstvo


GIS Ministerstva zemědělství pro evidenci využití zemědělské půdy

• včetně dotací (zákonná evidence použití hnojiv, pastvy, přípravků,… )

Registr půdy (LPIS)


Jednotlivé plodiny z agronomické evidence

• nelze z LPIS – obsahuje data pouze dobrovolně a na úrovni parcel

Plodiny na půdních blocích


Například skupiny půdních typů

Pedologické charakteristiky


Interpretované snímky Landsatu 8 (Sentinel 2)

NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)

• Jednoduchý indikátor stavu vegetace (fotosyntetická aktivní radiace)

• 𝑁𝐷𝑉𝐼 =(𝑏𝑙í𝑧𝑘é 𝑖𝑛𝑓𝑟𝑎č𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛é 𝑝á𝑠𝑚𝑜 − 𝑣𝑖𝑑𝑖𝑡𝑒𝑙𝑛é 𝑠𝑝𝑒𝑘𝑡𝑟𝑢𝑚)

(𝑏𝑙í𝑧𝑘é 𝑖𝑛𝑓𝑟𝑎č𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛é 𝑝á𝑠𝑚𝑜+ 𝑣𝑖𝑑𝑖𝑡𝑒𝑙𝑛é 𝑠𝑝𝑒𝑘𝑡𝑟𝑢𝑚)

Satelitní snímky

Obrázek převzat z: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/MeasuringVegetation/measuring_vegetation_2.php

žádná vegetace

bujná vegetacevegetace ve stresu


Ukázka dat NDVI na portálu

Stanovení variability pozemků (výnosový potenciál, produkční zóny)

• Výnosy nejsou uniformní v rámci pozemků

• Procentuální kategorizace (oblasti podprůměrného/nadprůměrného výnosu)

• Ideálně z historie výnosových dat; alternativa DPZ

Využití

- Plánování hnojení (rozložení normativní dávky)

- Zpracování půdy (organická hmota)

- Ekonomické hodnocení (intenzita hospodaření)


Odhadovaná výnosnost v rámci daného pole (podprůměrné, průměrné, nadprůměrné hodnoty)

Výnosový potenciál


Český portál FOODIE nabízí nejen

• každodenní datovou podporu pro zemědělce, veřejnou správu a samosprávu, environmentální organizace i občany

• data ekonomická, environmentální a navigační

otevřená data zdarma

specifická data „na míru“

propojení s ekonomickými systémy včetně vytváření podkladů pro dotace

• zemědělské telemetrické úlohy

Český FOODIE portál připravuje

• další zpracování satelitních dat (více – nejen – vegetačních indexů)

• rozšíření aplikační logiky (například analýzy dat)

• …

Závěrem


Nevýhody zemědělského geoinformačního portálu

Miguel Ángel Esbrí

Atos Spain, S.A.

C/ Albarracín, 25 - 28037 Madrid (Spain)

Email: [email protected]

Partners

www.foodie-project.eu

Coordinator’s Contact

This project is partially funded under the ICT Policy Support Programme (ICT PSP) as part ofthe Competitiveness and Innovation Framework Programme by the European Commissionunder grant agreement no. 621074

AŤ SE VÁM DAŘÍ!

Date post:	09-Jan-2017
Category:	Data & Analytics
Upload:	plan4all
View:	491 times
Download:	1 times

Open Data in Agriculture by Tomáš Řezník

Data & Analytics