1. UVOD

Redukcija raspršene količine na apsolutni minimum trebala bi smanjiti onečišćenje

okoliša i potaknuti smanjenje upotrebe skupih sredstava.

Potrebno je izbjegavati profilaktička tretiranja, dok prijeko potrebnu aplikaciju treba

provesti precizno, bez ranije uobičajenih dodataka radi veće sigurnosti, efikasnije i manje

štetno za okoliš.

Pri donošenju odluke korisniku potrebne su opsežne informacije o razvoju nametnika,

potrebnim sredstvima i njihovu djelovanju te ostalim utjecajima.

Precizna poljoprivreda je integrirani sustav upravljanja koji nastoji uskladiti vrstu i

količinu inputa sa stvarnim potrebama usjeva na malim područjima unutar polja. Ovaj cilj nije

nov, ali su nove tehnologije trenutno dostupne a omogućuju koncept preciznosti poljoprivrede

da bi se ostvario praktičnom postavljanju proizvodnje. Precizna poljoprivreda je definirana

općenito kao informacija i tehnologija bazirana na identifikaciji sustava upravljanja uzgojem,

analizi i upravljanju varijabilnostima unutar polja za optimalnu profitabilnost, održivost i

zaštitu zemljišnih resursa. Pri ovom načinu uzgoja, nove informacijske tehnologije mogu se

koristiti u donošenju boljih odluka o mnogim aspektima proizvodnje.

Precizna poljoprivreda uključuje potragu za povećanjem učinkovitosti koja može biti

ostvarena po razumijevanju i dijeljenju prirodne varijabilnosti nastale na polju. Cilj nije dobiti

isti prinos posvuda, nego bazu za upravljanje i distribuciju inputa na specifičnim mjestima

kako bi se povećala učinkovitost. Primjena istih inputa preko čitavog polja više ne može biti

najbolji izbor. Precizna poljoprivreda pomaže poljoprivrednicima diljem Svijeta kako bi se

povećala učinkovitost. Poljoprivrednici koji učinkovito koriste informacije postići će veće

prinose od onih koji to ne čine.

1

2. PREGLED LITERATURE

2

3. MATERIJAL I METODE

3.1. Geoinformacijski sustav (GIS)

Geoinformacijski sustav (GIS) računalni je sustav za prikupljanje, čuvanje, obradu,

analizu i prikaz prostornih podataka. Četiri osnovna činitelja GIS-a su hardware, software,

podatci i ljudi. Osobe koje rade u GIS okruženju trebaju biti računalno pismene i razumjeti

mogućnosti koje GIS sadrži i pruža. Te bi osobe također morale znati što su sve kartografi

do danas učinili na području analiziranja i prikazivanja prostornih podataka.

Geoinformacijski sustavi jedna su od najperspektivnijih informacijskih tehnologija

današnjice.

Njihovu primjenu treba očekivati tamo gdje je prostorne geometrijske podatke

potrebno povezati s tekstualnim, odnosno atributnim podatcima (primjerice podaci o

vlasniku katastarske čestice, ime ulice i dozvoljena brzina kretanja i ostalo) i na temelju

toga izvoditi potrebne analize. Iako je GIS vrlo složen, njegova upotreba ne mora biti

takva. Geografski informacijski sustav (GIS) je sustav za upravljanje prostornih podataka i

svojstvima pridruženih njima. U najstrožem smislu to je računalni sustav sposoban za

integriranje, spremanje, uređivanje, analiziranje i prikazivanje geografskih informacija.

U općenitijem smislu GIS je oruđe "pametne karte" koje dopušta korisnicima stvaranje

interaktivnih upitnika (istraživanja koja stvara korisnik), analiziranje prostornih informacija i

uređivanje podataka. Geografski informacijski sustav je integrirani sustav sklopovlja,

računalnih alata i korisničke programske podrške, a u svrhu sakupljanja, organiziranja,

rukovanja, analize, modeliranja i prilaza prostornih podataka s ciljem rješavanja složenih

problema analize i planiranja.

GIS (eng. Geographical Information System) u najužem smislu je računalni alat za

kreiranje i analiziranje geografskih objekata, odnosno pojava i događaja u prostoru.

Tehnologija GIS-a integrira zajedničke operacije baze podataka, kao što su pretraživanja i

statističke analize, s vizualnim geografskim analizama temeljene na kartografskim prikazima.

GIS je dakle „moderan alat“ koji modelira prostorne podatke i čija je svrha i prioritetna

zadaća unapređivanje procesa donošenja odluka koje su u bilo kakvoj vezi s prostorom.

3

Prvi se GIS pojavio u Ottawi, Ontario 1967. godine na poticaj federalnog Ministarstva

energije, rudarstva i resursa. Razvio ga je Roger Tomlinson, a nazvan je "Kanadskim GIS-

om". Koristio se za spremanje, analiziranje i rukovanje podatcima prikupljenima za Kanadski

zemljišni inventar (Canadian Land Inventory; CLI). Projekt je okupio velik broj stručnjaka iz

oblasti poljoprivrede i IBM – a koji su radili na njegovoj operacionalizaciji u praksi. (slika 1.)

GIS čine slijedeće komponente :

hardware (osobna računala, razni uređaji za prikupljanje podataka na terenu, uređaji za

provedbu digitalizacije podataka, uređaji i mediji za spremanje podataka te uređaji za

prikaz i ispis podataka);

software (operativni sustavi za računala i namjenski programi – aplikacijski software

za obradu karata, slika, teksta, zvuka, tablično računanje te obradu baze podataka);

podatci (podatci o prostoru koji čine bazu podataka i digitalne karte koje čine

vizualizacijsku komponentu GIS-a);

metode (planovi i pravila poslovanja korisnika GIS-a specifičnih za različite oblasti

primjene);

korisnici (stručnjaci koji se bave izradom baza podataka, mjerenjima na terenu,

digitalizacijom različitih vrsta podataka pa sve do onih korisnika koji izvršavaju

svakodnevne poslove koristeći se GIS tehnologijom);

Slika 1. Komponente GIS-a

4

Svaka od navedenih komponenti vrlo je značajna, jer funkcioniranje GIS-a znatno

ovisi o usklađenosti i kompatibilnosti svih navedenih čimbenika sustava. Tehnologija za GIS

razvila se iz digitalne kartografije i CAD-a te sustava za upravljanje bazama podataka. (slika

2.). Njegovo funkcioniranje temelji se na dva potpuno različita digitalna modela prikazivanja

realnog svijeta (vektor i raster).

Slika 2. Integracija baze podataka i CAD sustava u GIS

Kada se govori o GIS-u kao suvremenom i vrlo primjenjivanom alatu za obradu i

prikazivanje prostornih podataka treba navesti i njegovu klasifikaciju, odnosno polja uporabe.

Sukladno tome GIS se može klasificirati prema namjeni i prema razmjeri (mjerilu).

Prema namjeni GIS se dijeli na:

zemljišni informacijski sustav (ZIS – LIS eng. Land information System) koji je

uglavnom geodetski sustav zasnovan na parceli kao elementarnoj prostornoj jedinici

primjenjuje se u premjeru i katastru zemljišta;

prostorni informacijski sustav (AIS) se najčešće koristi kod prostornog uređenja,

komunalnog razvoja, u službenoj statistici te pri izradi, donošenju i provedbi

regionalnih prostornih planova;

informacijski sustav u ekologiji (EIS) služi za integriranje prostornih informacija oko

praćenja stanja u prirodi, zaštitu šuma, voda, klasifikaciju zemljišta prema uporabi, te

određivanje tipova poljoprivrednih kultura koje će se upotrebljavati. Sadrži u sebi dva

temeljna sustava: ekološki (biljka – tlo – klima) i ekonomski (dobit – tehnologija –

uporaba);

5

mrežni informacijski sustav (NES) čija je svrha prikupljanje, obrada, analiza i prikaz

podataka o infrastrukturnoj mreži. Najčešće ga upotrebljavaju gospodarski subjekti,

komunalne službe, prostorni planeri i veliki infrastrukturni sustavi;

specijalizirani informacijski sustav (SIS) ne obuhvaća niti jednu do sada navedenu

vrstu GIS-a, već se odnosi na zračnu i putnu navigaciju te prostorne informacijske

sustave industrije i nekih složenih objekata;

Prema razmjeri (mjerilu) GIS se dijeli na:

sitnorazmjerne informacijske sustave izrađene na bazi rastera i oslonjene na daljinska

istraživanja kao izvor informacija;

krupnorazmjerne informacijske sustave koji u svojoj osnovi imaju vektorsku

tehnologiju i značajni su po relacijskom organizacijom podataka koji u svojoj osnovi

imaju parcelu;

3.1.1. Geokodiranje i prikaz tematskih karata

Analogni prikaz geografskih objekata su karte na papiru. Njihov digitalni prikaz

sastoji se od koordinata, grafičkih elemenata i atributa. GIS zahtijeva da i karte i podatci budu

prikazani kao brojevi. Značaj GIS-a leži upravo u mogućnosti povezivanja različitih

informacija o prostoru i donošenja konkretnog zaključka o njihovoj vezi.

Da bi se podatci (alfanumerički i/ili grafički) mogli koristiti u GIS-u potrebito je

provesti njihovo geokodiranje. Geokodiranje podataka predstavlja ključnu operaciju za

prikazivanje informacija u prostoru, a podrazumijeva postupak određivanja položaja na

osnovi adresa ili nekih drugih sličnih informacija. Jednostavnije rečeno, geokodiranje je

postupak transformacije i prilagođavanja digitalnih podataka za rad u GIS sustavu, jer svaki

digitalni podatak nije „spreman“ svoju funkciju „odraditi“ u GIS sustavu ako nije geokodiran.

Proces geokodiranja digitalnih karata može početi tek nakon što je na njima provedeno

georeferenciranje. Digitalne karte u GIS-u mogu se koristiti u obliku GIS podloge (vektorske

ili rasterske) i u obliku tematskih karata koje se preklapaju preko podloge. (slika 3.).

6

Vektorske podloge služe za vizualizaciju globalih prostornih odnosa i većeg

geografskog područja (radi svoje jednostavnosti), a rasterska podloga (koja se sastoji od više

pojedinosti) koristi se za prikaz manjih područja i analizu lokalnih prostornih odnosa.

Podatci o prostoru smještaju se u formi digitalnih karata predstavljenih kao niz

različitih tematskih slojeva. Ovo se može približno predstaviti kao klasični planovi nacrtani na

prozirnim folijama, pri čemu svaka folija sadrži samo određene vrste informacija (primjerice

putevi, vode, zgrade i ostalo). Ovaj jednostavan, ali vrlo moćan koncept pokazao se od

neprocjenjive vrijednosti u rješavanju raznih svakodnevnih problema.

Slika 3. Tematski slojevi pri izradi GIS-a

Postupak određivanja položaja na osnovi adresa ili sličnih informacija naziva se

geokodiranje i predstavlja ključnu operaciju za prikazivanje informacija u prostoru. Mnoge

informacije koje su dostupne diljem Svijeta sadrže između ostalog i podatak o referentnoj

lokaciji. Te se informacije mogu, ovisno o lokaciji, smjestiti na određenu točku na globusu.

Prednost GIS-a je upravo u tome što može povezati te različite informacije u prostornom

smislu i donijeti zaključak o njihovoj vezi.

7

3.1.2. Kratak prikaz GIS aktivnosti

Aktivnosti koje se provode u sklopu GIS sustava mogu se predstaviti kao slijedeći postupci:

unos podataka (prikupljanje podataka i pretvaranje u digitalni oblik te unos podataka

izravno ili preko geodetskih instrumenata);

spremanje i obrada podataka (podatci se općenito spremaju u vektorskom i rasterskom

obliku. Oblik podataka je vrlo važan i određuje moguće primjene tih podataka unutar

sustava);

upravljanje podatcima (GIS omogućuje integraciju podataka koje je nemoguće

povezati na neki drugi način te se stoga temeljem različitih tipova podataka mogu

kreirati i analizirati potpuno novi podatci (slika 4.);

analiza podataka (GIS mora biti u mogućnosti provoditi široki raspon funkcija za

upravljanje i analizu različitih tipova podataka, jer u njihovoj integraciji leži njegova

snaga);

ispis i vizualizacija rezultata (visokokvalitetni ispis podataka u različitim oblicima

ostaje vrlo važan za većinu korisnika. Ispis može biti u obliku novih skupova

digitalnih prostornih podataka, karata, tablica, izvješća, 3D modela terena,

multimedijalnih prikaza, a kao odgovor na većinu upita dobiva se u formi tematske

karte);

Slika 4. Povezivanje različitih tipova podataka GIS-om

8

Uporabom GIS-a i prostornih podataka dolazi do boljeg upravljanja informacijama,

kvalitetnijih analiza, te mogućnosti izrade scenarija i povećanja efikasnosti određenih

projekata s ciljem stvaranja nove prostorne informacije koja je neophodna za donošenje

pravilnih odluka.

Mnoge discipline mogu izvući korist iz GIS tehnika, jer aktivno GIS tržište smanjuje

cijene i neprestano poboljšava hardware i software komponente GIS-a. Isto rezultira širom

uporabom GIS tehnologije u znanosti, upravi, trgovini, industriji, javnom zdravstvu,

nacionalnoj obrani, održivom razvoju, poljoprivredi te ostalim društvenim oblastima.

Dostupnost GIS podataka ovisi o jednostavnosti uporabe programa za GIS,

razumijevanju problema kojeg treba riješiti, vremenskim rokovima, količini financijskih

sredstava namijenjenih za neki projekt te educiranosti i stručnosti osoblja koji se primarno

bave GIS-om. GIS tehnologija integrira uobičajene operacije s bazama podataka, kao što su

pretraživanje, upiti ili statističke analize s jedinstvenim prednostima vizualizacije i prostorne

analize koju donose karte. Ove mogućnosti izdvajaju GIS od ostalih informacijskih sustava i

čine ga dragocjenim alatom za najrazličitije namjene i korisnike.

Zahvaljujući GIS sustavu svakomu se pruža prilika da u što kraćem roku dođe do

potrebnih podataka, bez potrebe za traženjem neke lokacije na karti i mukotrpnim

izdvajanjem dodatnih podataka na njoj radi analize. Tehnologija geografskog informacijskog

sustava može se koristiti za znanstvena istraživanja, upravljanje resursima, imovinsko

upravljanje, planiranje razvoja, kartografiju i planiranje puta (Jurišić i Plaščak, 2009.).

3.2. Odnos digitalne kartografije i GIS-a

Karte su se tradicionalno koristile za istraživanje Zemlje i iskorištavanje njezinih

prirodnih bogatstava. GIS tehnologija, kao proširenje kartografske znanosti, unaprijedila je

učinkovitost i analitičku snagu tradicionalnog kartiranja. Danas, kada znanstvena zajednica

prepoznaje posljedice ljudske aktivnosti na okoliš, GIS tehnologija postaje značajni alat u

nastojanju razumijevanja procesa globalnih promjena.

Najatraktivniji dio GIS-a je njegov vizualni aspekt, odnosno digitalne karte koje se

pojavljuju na zaslonima računala i gdje korisnici njima jednostavno rukuju s pomoću miša.

GIS komunicira primarno kanalima vizualnih osjetila, posebice kada se žele prikazati sve

važne i relevantne činjenice koje su bitne za donošenje neke odluke. Karte su za GIS glavni

izvor podataka i jedan od načina vizualizacije prostornih informacija.

9

Da jedna slika vrijedi više nego tisuću riječi najjednostavniji je odgovor zašto je

potrebna vizualizacija jer ista stvara mentalne slike prostora koji se trenutačno ne vide. Kroz

vizualizaciju, GIS se može koristiti ne samo za izradu karata, nego i za izradu crteža,

animacija i ostalih kartografskih proizvoda. Pomoću njih mogu se vidjeti predmeti na načine

koji doslovno nikad prije nisu viđeni, jer se digitalni alati neprekidno razvijaju te se očekuje i

uvjerljiviji vizualizacijski alati za oblikovanje kartografije.

U uporabi GIS-a veoma važnu ulogu imaju kartografi, osobito u oblikovanju potrebitih

baza podataka iz područja kartografije, u određivanju modela podataka, sadržaja baze

podataka, tipova podataka, odabiranja hardvera i softvera za potporu GIS-a, u odabiranju

izvora i metoda za uzimanje prostornih podataka s karata te odabiranju, razvoju i primjeni

metoda za vizualizaciju generiranih informacija na različitim izlaznim uređajima podržanima

GIS-om.

O odnosu kartografije i GIS-a postoje različita mišljenja. Za neke je kartografija

podsustav GIS-a koji služi za vizualizaciju podataka, a za kartografe je GIS tehničko-analitički

podsustav kartografije. Očito je da su GIS i kartografija dva neodvojiva pojma. Karta je

istodobno ulazni podatak i jedan od rezultata svake analize provedene s pomoću GIS-a.

Koncepcija GIS-a je kreiranje baze geografskih podataka, a upravo se na tom konceptu

razvija i već spomenuta kartografija iz baze podataka. Nedjeljivost GIS-a i kartografije očita je i

po tome što većina alata za GIS ima i mnogobrojne funkcije za brzu i visokoprofesionalnu izradu

karata, a razvijaju se i programi specijalizirani za izradu karata temeljenih na atributnoj bazi

podataka. Uloga GIS-a u razvoju kartografije nije samo u njenoj popularizaciji, već služi kao

poticaj za ostvarenje novih mogućnosti u inovaciji i njenom daljnjem razvitku.

Razvoj informacijske tehnologije koji znatno utječe na razvoj cjelokupnog

čovječanstva u svim oblastima života, našao je svoju primjenu i u poljoprivredi. Svaki dio

Zemljine površine ima svoju optimalnu namjenu te s obzirom na postojeću tehnologiju

potrebito je zadovoljiti ljudske potrebe, ekonomsku isplativost, ali i prirodne zakone kako bi

se smanjili nepotrebni troškovi u poljoprivrednoj proizvodnji i optimalno rabili prirodni

resursi.

10

Cijene goriva, sjemena, gnojiva i ostalih proizvodnih inputa konstantno rastu te da bi se

proizvodnja hrane učinila racionalnijom, uz što manje troškove potrebito je i donošenje

odluka i sustav poljoprivredne proizvodnje prilagoditi novim uvjetima koji omogućavaju

primjenu Zakona o održivosti. Prekomjerna i nekontrolirana uporaba mineralnih gnojiva i

zaštitnih sredstava može prouzrokovati nesagledive posljedice glede zagađenja prirode i

ekosustava. Uporaba digitalne kartografije u poljoprivredi između ostalog omogućava:

primjenu „Precizne poljoprivrede“ te mogućnost ekonomičnijeg gospodarenja i

racionalnije eksploatacije prirode vodeći računa, o zaštiti prirode;

kvalitetniju i bržu provedbu uvođenjem i funkcioniranjem sustava ARKOD

(identifikacija zemljišnih parcela sukladno zahtjevima EU);

provedbu procjene ili vrednovanja zemljišta pogodnog za različite oblike

poljoprivredne proizvodnje;

sređivanje i ažuriranje katastra kao osnove za funkcioniranje Zemljišnog

informacijskog sustava (ZIS-a);

prostorno planiranje poljoprivredne proizvodnje;

pripremu tematskih slojeva za GIS aplikacije;

Korištenjem suvremene tehnologije i digitalne kartografije poljoprivrednici mogu izraditi

karte svojih polja u puno većoj rezoluciji nego što je bila ona kod tradicionalnih karata tala.

Nadalje, mogu se prikupiti i sastaviti detaljne prostorne informacije o unosima i prinosima

pomoću uređaja priključenih na poljoprivredne strojeve te se mogu dobiti informacije o

sastavu i značajkama tla koje su potrebite za kvalitetnu pripremu i provedbu poljoprivrednih

radova.

3.3. Kvalitet podataka

11

Procjenjuje se da preko 50 % cijene i kvaliteta jednog GIS-a predstavljaju podatci.

Računalska oprema i programski paketi stalno se razvijaju i svakim danom postaju sve

pristupačniji. Zahvaljujući informatičkoj eri i sveprisutnom Internetu, sve više je informatičko

obrazovanih korisnika. Tako da je najveći problem nabavka podataka i osiguravanje njihove

točnosti i ažuriranosti. Slika 5. predstavlja dijagram utjecaja pojedinih elemenata na

cjelokupni GIS projekt.

Slika 5. Prikazuje odnos utjecaja pojedinih elemenata na GIS

Većina GIS analitičara smatra da je važnost hardware-a svega 5 do 10%, software-a 10

do 15%, obučenog osoblja, odnosno usluga 15 do 20%, dok se vrijednost podataka u GIS

projektu procjenjuje na 55 do 70%. Da bi se kreirala što preciznija karta pomoću GIS-a,

potrebno je raspolagati kvalitetnim podatcima. Želi li se vidjeti položaj potrošača električne

energije, kreira se karta sa adresama iz baze podataka, pri čemu se mora osigurati točnost

adresa. Važno je znati izvor i način kreiranja podataka.

Prije svega potrebno je poznavati mjerilo u kojem je kreirana izvorna karta, količinu

detalja kojeg sadrži, te rezoluciju i točnost karte i podataka. Kartografsko mjerilo predstavlja

odnos između jedne dimenzije na karti i ekvivalentne dimenzije u prirodi. Primjerice, mjerilo

1:25.000 objašnjava da jedan milimetar na karti predstavlja 25.000 milimetara odnosno 25

metara u prirodi. Pošto je omjer mjerila konstanta, to znači da je potpuno svejedno koja se

jedinica koristi, metar, inč(eng. inch) ili yard. Na istoj karti jedan inch predstavlja 25.000 inča

u prirodi. Karta krupnijeg mjerila je ona na kojoj je određeno područje Zemlje predstavljeno

većom površinom na karti.

Krupnije mjerilo znači i da se može prikazati više detalja nego na karti sitnijeg mjerila,

jer je više prostora za ucrtavanje geografskih elemenata. Zato se karte krupnijeg mjerila

12

koriste uglavnom za gradske i prigradske planove. To su najčešće mjerila 1:500, 1:1.000,

1:2.500 i 1:5.000. Karta sitnijeg mjerila predstavlja određeno područje manjom površinom na

karti, daje manje detalja ali pokriva veće površine Zemlje. Takve karte mogu biti regionalne,

državne i internacionalne a tipični omjeri su 1:10.000, 1:25.000, 1:50.000, 1:100.000 itd. U

GIS kartama, što se više zumira odnosno povećava prikaz sadržaja, to omjer postaje veći.

Treba primijetiti da je krupnije mjerilo, što je manji broj u karti mjerenja. Karta mjere

1:10.000 je krupnije veličine od karte mjere 1: 25.000.

Obično se izjednačavaju pojmovi detaljnosti i točnosti. Kada se govori o razini detalja

karte, podrazumijeva se količina prikazanih geografskih informacija. Točnost karte se bazira

na kvaliteti ovih informacija.

Karte krupnijeg mjerila obično nose više detalja, ali ovo ne mora biti pravilo i

detaljnost karte zavisi od njene namjene i prostora na koji se moraju smjestiti svi geografski

simboli. Na kartama sitnijeg mjerila, jednostavno nema prostora za detaljni prikaz, te se ceste

obično daju kao linije, gradovi kao točke i slično. Ova pojava se naziva generalizacija,

odnosno uopćavanje geografskih elemenata.

3.4. GIS podatci i budućnost GIS-a

GIS pohranjuje prostorne informacije kao kolekciju tematskih slojeva. Sloj sadrži

objekte sličnih svojstava kao što su: korisnici, zgrade, ulice, jezera i rijeke, energetska mreža,

telefonski kablovi i drugo. Podatci mogu biti određeni ili direktno (geografskim X i Y

koordinatama, odnosno latutudom i longitudom), ili posredno (adresom, poštanskim brojem,

brojem parcele, nazivom puta i slično).

Pri radu GIS zahtjeva poznavanje geografskih koordinata, ali, također može prevesti i

posredno opisane položaje u stvarne geografske koordinate automatiziranim procesom. Taj

proces naziva se geokodiranje. Zadnjih godina dogodile su su se velike promjene u

kartografskoj tehnologiji što je povezano sa razvojem elektronike, satelitske i računalske

tehnologije. Ove promjene rezultirale su spoznajom o sasvim novom pogledu na Svijet.

Razvoj satelitske geodezije, koji je počeo lansiranjem prvog umjetnog satelita 1957. godine

donio je precizniju vrijednost spljoštenosti Zemlje.

Najveće dostignuće predstavlja uspostavljanje globalnog sustava za određivanje

položaja, koji je u prvom redu razvijen za potrebe američke vojske. Danas se u orbitama

nalazi 27 satelita koji omogućavaju određivanje koordinata i visina točaka bilo gdje na

13

Zemljinoj površini ili u njezinoj blizini. Određivanje položaja i visina bilo koje točke na

Zemljinoj površini bilo je prije uspostave GPS-a samo u geodetskoj domeni. Da bi se odredile

koordinate i visine tačaka trebalo je raspolagati geodetskim instrumentima (teodolitom,

daljinomjerom), podacima o mrežama stalnih geodetskih točaka (trigonometrijska i

nivelmanska mreža), nivelirom izmjeriti uglove, dužine i visinske razlike, te nakon složene

računske obrade doći do koordinata, visina i sfera. (slika 6.)

Slika 6. Zemljine sfere

GPS je iz temelja promijenio taj postupak u kojem za manje točnosti nisu neophodne

niti geodetske mreže niti geodetski instrumenti, a postupak određivanja točaka dostupan je

svakome. Efikasnost GPS-a je takva da područje relativno visoke točnosti može opsluživati

mala skupina specijalista. Izreka “bolje informacije dovode do boljih odluka” je u potpunosti

14

potvrđena i u GIS-u. GIS nije samo automatiziran sustav za donošenje odluka, već i alat za

postavljanje upita, analiziranje i kartiranje podataka u procesu odlučivanja. GIS može pomoći

u donošenju odluke o lokaciji nove zgrade koja će imati najmanji utjecaj na okolinu, biti u

dijelu niskog rizika i dovoljno blizu centra.

Informacija može biti prezentirana na jednostavan i intuitivan način u formi karte koju

prati izvještaj, omogućavajući donosiocu odluke da se fokusira na stvarne ciljeve, a ne na

razumijevanje tih podataka. Moguće je kreiranje i usporedba više potencijalnih događaja. GIS

tehnologija je najširu i najzapaženiju promjenu našla u oblasti kartografije, pa se zbog toga

često smatra samo “kartografskim software-om”. Međutim, GIS je dovoljno fleksibilan da

može prikazati kako terene, tako i ljudsko tijelo. Kreiranje karti pomoću GIS programskih

paketa moguće je korištenjem podataka iz odgovarajućih baza podataka ili digitaliziranjem

postojećih analognih karti. Dokle postoje podatci na raspolaganju, moguće je kreirati karte iz

GIS-a u bilo kojem željenom mjerilu.

3.5. Sustav za globalno pozicioniranje (GPS)

GPS je kratica za Global Positioning System. To je mreža satelita koja kontinuirano

odašilje kodirane informacije, s pomoću kojih je omogućeno precizno određivanje položaja na

15

Zemlji. GPS se temelji na skupini satelita Ministarstva obrane SAD-a koji stalno kruže oko

Zemlje (slika 7.). Sateliti odašilju vrlo slabe radio signale omogućujući GPS-prijamniku da

odredi svoj položaj na Zemlji. GPS omogućuje da se zabilježe položaji točaka na Zemlji i

pomogne navigacija do tih točaka i od njih.

GPS se može upotrebljavati svugdje, osim na mjestima gdje je nemoguće primiti

signal, a to su mjesta unutar zgrada, u tunelima, špiljama, garažama i drugim podzemnim

lokacijama te ispod vode (Jurišić i Plaščak, 2009.). Zanimljivo je da GPS zapravo nastao prije

osobnih računala. Njegovi dizajneri nisu mogli predvidjeti dan kada će se nositi mali

prijenosni GPS-prijamnici, teške svega nekoliko stotina grama, koji će „reći“ ne samo

koordinate našeg položaja (geografsku širinu/duljinu), nego će položaj prikazati na karti s

gradovima, ulicama i još puno toga.

Slika 7. Putanje satelita u zemljinoj orbiti

3.5.1. GPS prijamnik

Sve brže širenje uporabe GPS-a prati i stalni razvoj prijamnika. Oni postaju sve manji,

brži, pouzdaniji i jeftiniji, potencirajući time svoje korištenje. Današnji ručni GPS prijamnici

16

veličine mobilnog telefona posjeduju mogućnost simultanog praćenja do 12 satelita

omogućavajući time rad i u područjima slabijeg signala, primjerice u šumi, uskim kanjonima

ili ulicama (slika 8.). Takvi uređaji prvu poziciju izračunavaju za svega 1-2 minute, a zatim

svake sekunde daju novo izračunate koordinate.

Slika 8. Primjeri GPS prijamnika u pomorstvu, taksiju, te integrirani u mobilnim telefonima

3.5.2. Način rada GPS – a

GPS prijamnik treba imati u vidu dva nužna čimbenika. Mora znati gdje su sateliti

(njihov položaj) i koliko su daleko (udaljenost). Treba vidjeti najprije kako GPS-prijamnik

zna gdje su u prostoru smješteni sateliti.

GPS prijamnik od satelita prikuplja dvije vrste kodiranih informacija. Jedan tip

informacija, podatci iz almanaha, sadrže približni položaj satelita. Ti se podatci kontinuirano

prenose i spremaju u memoriju GPS prijamnika tako da on zna orbite satelita i gdje bi koji

satelit trebao biti. Kako se sateliti pomiču uokolo, podatci iz almanaha periodički se ažuriraju

novim informacijama. Svaki satelit može putovati malo izvan orbite, pa zemaljska stanica za

praćenje prati orbite satelita, njihovu visinu, položaj i brzinu. Zemaljska stanica za praćenje

šalje orbitalne informacije glavnoj kontrolnoj stanici, koja šalje satelitima ispravljene podatke.

Ti ispravljeni i egzaktni podatci o položajima nazivaju se "efemeride". Vrijede do šest sati i

šalju se GPS prijamnicima u obliku kodiranih informacija.

Kada GPS prijamnik „zna“ precizan položaj satelita u prostoru, još treba „znati“

koliko su oni daleko kako bi mogao odrediti svoj položaj na Zemlji. Postoji jednostavna

formula koja kaže prijamniku koliko je pojedini satelit daleko: udaljenost od satelita jednaka

17

je brzini emitiranog signala pomnoženoj s vremenom koje treba da signal dođe do prijamnika

(brzina x vrijeme putovanja = udaljenost).

Koristeći osnovnu formulu za određivanje udaljenosti, prijamnik „zna“ brzinu. To je

brzina radio valova - oko 300.000 kilometara u sekundi (brzina svjetlosti), s malim

kašnjenjem zbog prolaska signala kroz Zemljinu atmosferu. Sada GPS prijamnik treba

odrediti vremenski dio formule. Odgovor leži u kodiranom signalu koji satelit odašilje.

Emitirani kod naziva se "pseudoslučajni kod" jer sliči signalu šuma. Satelit generira

pseudoslučajni kod, a GPS prijamnik generira isti kod i nastoji ga prilagoditi kodu satelita.

Prijamnik tada uspoređuje dva koda da bi odredio koliko treba zakasniti (ili pomaknuti) svoj

kod kako bi odgovarao kodu satelita. To vrijeme kašnjenja (pomaka) množi se s brzinom

svjetlosti da bi se dobila udaljenost. Sat GPS prijamnika ne mjeri vrijeme tako precizno kao

satovi satelita. Stavljanje atomskog sata u prijamnik učinilo bi ga mnogo većim i skupljim.

Svako određivanje udaljenosti treba još ispraviti za iznos pogreške sata GPS

prijamnika. To je razlog što se određivanjem udaljenosti zapravo dobije "pseudoudaljenost".

Da bi se odredio položaj na temelju pseudoudaljenosti, treba pratiti najmanje četiri satelita i

uz pomoć računanja ukloniti pogrešku sata GPS prijamnika. Sad kad postoje oboje, položaj

satelita i udaljenost, prijamnik može odrediti svoj položaj. Pretpostavka je da je 19.000

kilometara udaljenost od nekog satelita. Položaj će biti negdje na zamišljenoj sferi (lopti)

kojoj je satelit u središtu i polumjer 19.000 kilometara (slika 9.).

Slika 9. Zamišljena sfera jednog satelita

18

Pretpostavka je nadalje da je udaljenost 20.000 kilometara od drugog satelita. Druga

sfera siječe prvu u zajedničkoj kružnici (slika 10.).

Slika 10. Zamišljena sfera dvaju satelita

Većina GPS prijamnika je paralelnog višekanalnog dizajna. Stariji jednokanalni

prijamnici u najtežim uvjetima (kao što je gusta šuma) nisu stalno mogli primati signal.

Paralelni višekanalni prijamnici imaju obično između 5 i 12 prijamnih krugova. Svaki je

pridružen jednom satelitskom signalu, tako da može održavati dobru vezu sa svakim

satelitom. Višekanalni prijamnici brzo se povezuju sa satelitima kad se prvi put uključe i

njihove su mogućnosti velike pri primanju signala čak i u teškim uvjetima (gusto lišće ili

gradski uvjeti s visokim zgradama).

19

Ako se doda treći satelit, na udaljenosti 21.000 kilometara, biti će dvije zajedničke

točke u kojima se sijeku sve tri sfere (slika 11.).

Slika 11. Zamišljena sfera triju satelita

Iako su moguća dva položaja, oni se znatno razlikuju po koordinatama. Za odluku o

tome koja od dviju zajedničkih točaka daje stvarni položaj, trebat će unijeti približnu visinu u

GPS prijamnik. To će omogućiti prijamniku izračunati dvodimenzionalni položaj (geografsku

širinu i dužinu). Nadalje uz pomoć četvrtog satelita prijamnik može odrediti i

trodimenzionalni položaj (geografsku širinu, dužinu i visinu).

Pretpostavka da je udaljenost od četvrtog satelita 18.000 kilometara. Sada postoji

situacija da četvrta sfera sječe prve tri u jednoj zajedničkoj točki. Vrlo je vjerojatno da će se

površine triju sfera sjeći jer je kružnica presjeka prvih dviju sfera normalno poprilična velika

pa će stoga površina treće sfere vrlo vjerojatno sjeći ovu veliku kružnicu.

20

Naprotiv, malo je vjerojatno da će površina sfere koja odgovara četvrtom satelitu sjeći

bilo koju od dviju točaka iz presjeka prvih triju pošto bi svaka pogreška sata mogla uzrokovati

promašaj točke presjeka. Ipak, udaljenost valjane procjene pozicije GPS prijamnika do

površine sfere koja odgovara četvrtom satelitu može se iskoristiti za izračun korekcije satova.

Neka oznaka ( r4 ) označava udaljenost od valjane procjene pozicije GPS prijamnika

do četvrtog satelita, a ( p4 ) označava pseudoraspon četvrtog satelita. Neka je ( da=r4-p4).

Oznaka (da) udaljenost od izračunate pozicije GPS prijamnika do površine sfere koja i

odgovara četvrtom satelitu. Stoga vrijednost ( b=da/c) daje procjenu od (ispravno vrijeme) -

(vrijeme indicirano satom na prijamniku). Sat GPS prijamnika može se pomaknuti unaprijed

ako je vrijednost ( b ) pozitivno ili unatrag ako je ( b ) negativno ( slika 12.).

Slika 12. Dijagram i slika prikazuje četvrti satelit, sferu ( p4), (d4) i (da)

21

Podatci o položaju satelita u bilo kojem trenutku nazivaju se podacima almanaha.

Ponekad, kada GPS prijamnik nije dulje vrijeme uključen, podaci almanaha su zastarjeli ili

"hladni". Kad je GPS-prijamnik "hladan", trebati će mu malo dulje vrijeme da pronađe

satelite.

Prijamnik se smatra "toplim" kad su podaci sakupljani u posljednjih četiri do šest sati.

Jednom kad je GPS prijamnik pronašao dovoljno satelita da može izračunati položaj, spreman

je početi navigaciju. Većina prijamnika može prikazati položaj u obliku karte što značajno

može pomoći u snalaženju u prostoru i u navigaciji. Usporedba GPS, GLONASS, Galileo i

Compas (u srednjoj Zemljinoj orbiti) satelitski navigacijski sustav kruži s Međunarodne

svemirske postaje. Svemirski teleskop Hubble i orbite Iridium zviježđa nalazi se u

geostacionarnoj Zemljinoj orbiti. Mjesečeva orbita je oko devet puta veća (u radijusu i duljini)

od geostacionarne orbite. (slika 13.).

Slika 13. Usporedba GPS, GLONASS, Galileo i Compass (u srednjoj Zemljinoj orbiti);

satelitski navigacijski sustav kruži s Međunarodne svemirske postaje.

22

3.6. Daljinska istraživanja

Daljinska istraživanja podrazumijevaju prikupljanje podataka iz daljine. Podatci se

prikupljaju ručnim uređajima, senzorima montiranim na zrakoplovu ili sa satelita. Podatci iz

daljinskih istraživanja pružaju alat za procjenu zdravlja usjeva. Na stres biljke utječe vlaga,

hranjive tvari, zbijanje, bolesti usjeva i drugi biljni zdravstveni problemi koji se lako otkrivaju

uz pomoć slika dobivenih snimanjem iz zraka.

Elektronske kamere također mogu snimati slike približne kvalitete infracrvenim

slikama koje su u uzajamnoj vezi sa zdravljem biljnog tkiva. Novi slikovni senzori sa

visokom spektralnom rezolucijom povećavaju prikupljene podatke sa satelita.

Daljinska istraživanja mogu otkriti varijabilnost u sezoni koja utječe na prinos, a može

biti dovoljno pravovremeno da bi odluke o upravljanju mogle poboljšati profitabilnost za

tekući usjev. Slike dobivene daljinskim istraživanjima mogu pomoći u određivanju položaja i

opsega stresa usjeva. Analiza takvih slika koje se koriste u tandemu s izviđanjem može

pomoći pri utvrđivanju uzroka određenih komponenti stresa usjeva. Snimke tada mogu biti

korisne za razvoj i provedbu plana mjesta liječenja koji optimizira korištenje poljoprivrednih

kemikalija. (slika 14.).

Slika 14. Fizikalni princip daljinskog istraživanja

23

Racionalizacija, ekološki, ekonomski i energetski efekti značajna su stavka u

opredjeljenju i izboru mehanizacije prije svega u obradi tla. Navedeni pokazatelji trebaju biti

osnova kod planiranja opremanja mehanizacijom poljoprivrednih gospodarstava.

Postupci i strojevi koje doprinose boljim efektima u obradi tla mogu biti na razne

načine realizirani.

Primjenom visokoproduktivnih agregata moguće je očuvanje tla, ekonomičnija i

ekološki zdravija proizvodnja. Izbor parametara mehanizacije i tehnoloških postupaka treba se

zasnivati na bazi faktora koji utječu na produktivnost, ekonomičnost, energetsku efikasnost i

očuvanje tala.

Izborom hodnog mehanizma traktora može se povoljnije utjecati na površinu gaženja i

zbijanje tla. Povećanjem radnog zahvata stroja pored povećanja produktivnosti, znatno se

smanjuje postotak gaženja. Primjenom traktora većih snaga u konvencionalnoj osnovnoj

obradi produktivnost se može povećati i do 5 puta, uz uštedu energije i smanjenje gaženja.

Korištenjem združenih agregata u konvencionalnoj obradi također se doprinosi značajnoj

energetskoj uštedi, povećanju produktivnosti i smanjenju gaženja.

Kod daljinskih istraživanja u stvarnom vremenu, geokodirani mjerni podatci šalju se

komunikacijskim kanalima u nadzorno središte u sustav za analizu i interpretaciju. Ako se ne

radi o stvarnom vremenu, mjerni podatci se nakon povratka s izviđanja geokodiraju i šalju u

nadzorno središte, ili se šalju negeokodirani zajedno s referentnim podatcima.

Za prijam mjernih i referentnih podataka u nadzornom središtu rabi se komunikacijsko

računalo koje primljene podatke predaje analitičkom računalu. U analitičkom računalu se

pomoću GIS-a prikazuju referentne GIS podloge i geokodirani mjerni podatci te se obavlja

njihova analiza i interpretacija. Kod geokodiranja podataka u stvarnom vremenu

upotrebljavaju se zadnji očitani podatci o poziciji i orijentaciji. Kod većih brzina gibanja

moguće je obavljati interpolaciju trenutačne pozicije i orijentacije u odnosu na zadnje

izmjerene vrijednosti te predviđene vrijednosti u slijedećem mjerenju.

Dodatne pogreške kod geokodiranja mogu se pojaviti u naknadnim postupcima, i to

zbog nesinkroniziranosti vremena između senzorskog sustava i sustava za mjerenje pozicije i

orijentacije.

Za implementaciju sustava za analizu i interpretaciju često se rabi ARC/INFO

programski alat koji prostorne podatke organizira po slojevima. Svaki sloj sadrži skup

logično, odnosno tematski povezanih podataka. Slojevi su organizirani i pohranjeni na način

koji je neovisan o korisničkim programima i postupcima.

24

To znači da sustav može biti tako organiziran da različite slojeve mogu kreirati i

održavati različiti korisnici te ih, ako se povežu putem mreže, mogu i razmjenjivati. Sloj

sadrži i prostorne i atributne podatke o skupini prostornih podataka na nekom omeđenom

geografskom području. Pojedini slojevi mogu se organizirati u kartografske biblioteke u cilju

stvaranja prostornih baza podataka većih geografskih područja.

Vektorski podatci se u biblioteci organiziraju po listovima i temama. Kartografske

listove čine vektorski slojevi koji sadrže podatke sa susjednih geografskih područja, a ti

listovi su po sadržaju grupirani u teme. Osim vektorskih podataka ARC/INFO ima mogućnost

pohrane i obrade rasterskih podataka.

3.6.1. Primjena daljinskih istraživanja u poljoprivredi

Daljinska istraživanja (engl. Remote Sensing, njem. Fernerkundung) danas su

nezaobilazna metoda u raznim znanstvenim područjima, a dobiveni rezultati zahvaljujući

razvoju računalnih tehnologija nalaze široku primjenu u različitim disciplinama. Radi se o

metodi prikupljanja i interpretaciji informacija o udaljenim objektima bez fizičkog dodira s

objektom. Ova metoda uključuje sve aktivnosti, od snimanja, procesiranja, analiziranja,

interpretacije sve do dobivanja informacija iz podataka prikupljenih istraživanjem. Podatci se

dobivaju iz velike udaljenosti (od nekoliko stotina do nekoliko tisuća kilometara)

instrumentima postavljenim u aero ili svemirske letjelice.

Cilj daljinskih istraživanja je brzo i ekonomično dobivanje preciznih informacija o

relativno velikim područjima. Objekt daljinskih istraživanja su svi elementi zemljine površine

i atmosfere u vidnom polju senzora. Dobivanje informacija postalo je posljednjih desetljeća

jedan od najvažnijih zadataka, pri čemu se sve više koriste metode daljinskih istraživanja.

Širok je spektar koristi koje pružaju istraživanja pomoću daljinskih metoda u poljoprivredi:

utvrđivanje stupnja intenziteta korištenja zemljišnih kapaciteta;

dobivanje informacija za donošenje relevantnih odluka;

dugoročne studije vezane za primjenu sustava korištenja zemljišta za industrijske i

urbane potrebe;

proučavanje organizacije zemljišnog prostora;

studije tla i odvodnje u vezi s uvjetima koji su specifični za pojedine kulture;

utvrđivanje stupnja saliniteta tla;

utvrđivanje stupnja zaraženosti i provođenja organizacije zaštite kultura;

25

utvrđivanje strukture korištenja površina i stanja vegetacije;

utvrđivanje šteta od prirodnih nepogoda;

prognoziranje prinosa u različitim fazama vegetacije.

Daljinska istraživanja na brz i relativno jeftin način mogu osigurati pravodobne

informacije o nadgledanju usjeva i predviđanju prinosa na većim površinama. Takve

informacije se mogu koristiti za određivanja stanja usjeva i njihovog razvoja. Pri tomu je

moguće:

rano otkrivanje stanja usjeva (zdravstveno stanje i problemi razvoja), te

povremeno i pravodobno poduzimanje mjera zaštite;

ciljana intervencija zaštite usjeva i rješavanje drugih problema uz niske troškove,

čime se istodobno štiti i okoliš (smanjenjem upotrebe kemikalija smanjuje se

negativan utjecaj na okoliš);

simultani monitoring i upravljanje velikim i različitim područjima uz niske

troškove i napore;

rano pretkazivanje uroda i periodično nadgledanje kroz sezonu rasta, prateći

dinamiku razvoja;

analizirati promjene usjeva i njihove značajke, ispravno upravljati i optimizirati

proizvodnju.

Satelitskim istraživanjem također je moguće kartirati kulture i registrirati biofizičke

karakteristike za velika i posve različita područja, te identificirati rijetko raslinje i promjene u

razvoju koje se inače teško zapažaju. Ta činjenica omogućuje pravodobnu detekciju

zdravstvenog stanja usjeva i ciljanu intervenciju, kako bi se unaprijedio prinos usjeva i

smanjili ukupni troškovi proizvodnje, te smanjio negativni utjecaj na okoliš.

Prepoznavanje i identifikacija određenih objekata i pojava prvi je tip interpretacije

snimaka u pedološkom kartiranju. Relativno je jednostavno na odgovarajućim snimkama

prepozanti građevne objekte kao što su ceste, kanali, mostovi i kuće. Puno je teže identificirati

jedinice tala koje se nalaze na deltama, konusima, vršnim gredama i slično.

Vrlo često stručnjaci mogu zapaziti ove značajne oblike na terenu, ali je puno teži

zadatak identificirati ih. Objekti malih dimenzija neće biti posebno prikazani na satelitskim

26

snimkama. Skupina malih pojava odražavat će se posebnim karakterističnim obrisima, što će

se naročito odraziti u boji tona i teksturi snimke, koje može prepoznati samo stručnjak -

interpretator s određenim znanjem iz pedološke struke i dugim interpretacijskim iskustvom

(slika 15.).

Slika 15. Slike koje prikazuju nestajanje jezera Chad u Africi 1973. - 2001.

Proces raspoznavanja i identifikacije objekata na snimkama također se provodi na

temelju komparacije s osnovnom razinom znanja. U daljinskim istraživanjima nju čini

cjelovitost znanja interpretatora, koje se u pravilu sastoji od: 

27

općeg znanja, svojstvenog u većoj ili manjoj mjeri svim ljudima ovisno o osobnoj

naobrazbi;

lokalnog znanja, svojstvenog poznavatelju određenog područja;

stručnog znanja, svojstvenog poznavanju određene struke (pedolog, šumar, geolog...). 

Daljinska istraživanja mogu se pojednostavljeno definirati kao vještina i znanje

dobivanja informacija o nekom objektu ili pojavi bez fizičkog kontakta mjernih instrumenata

s objektom istraživanja. Definicija uključuje prikupljanje podataka i analizu podataka s

interpretacijom. Općenito, daljinska istraživanja uključuju sve aktivnosti od snimanja, do

dobivanja korisnih informacija iz podataka prikupljenih tim istraživanjem.

S obzirom na primijenjene senzore, postoje dva osnovna sustava daljinskih

istraživanja: pasivni i aktivni. Pri pasivnim sustavima koriste se prirodna (sunčeva) ili

emitirana (zemljina) zračenja. Kod aktivnih sustava generira se određena energija, koja se

odašilje od objekata, a reflektirani dio hvata se i registrira. S pomoću njega se izrađuju snimci

ili se registriraju drugi podatci.

Za sva daljinska istraživanja osnovni zajednički elementi su: izvor zračenja, put

transmisije, cilj – objekt istraživanja, senzor.

Cilj daljinskih istraživanja je brzo i ekonomično dobivanje podataka i informacija

zadovoljavajuće preciznosti. Ovom tehnikom moguće je po želji velik dio zemljine površine

slikovito i topografski prikazati i ispitivati, a sustavnim ponavljanim snimanjem moguće je

pratiti i registrirati dnevne, sezonske i godišnje promjene. To se posebno dobro zapaža na

snimcima dobivenim s pomoću umjetnih zemljinih satelita sukcesivnim ponovljenim letom

satelita iznad istog područja. Tako se može dobro zapažati i pratiti dinamika razvoja različitih

fenomena (šumski požari, vulkanska aktivnost, razvoj usjeva, procjena prinosa, poplave…).

Elektromagnetski valovi što ih objekti zrače ili reflektiraju, registriraju se mjernim

senzorima. Kolika će količina elektromagnetskih valova biti propuštena, reflektirana ili

apsorbirana ovisi prvenstveno o svojstvima objekta. Precizni instrumenti imaju mogućnost

snimanja širokog spektra elektromagnetskih valova u više spektralnih kanala: od vidljive,

bliske infracrvene, sve do mikrovalova.

Daljinska istraživanja temelje se na korištenju elektromagnetskih valova (EMS), pa je

poznavanje njegovih osnovnih karakteristika važno za analizu snimaka i korektnu

interpretaciju podataka, jer daljinska istraživanja ovise o korištenoj energiji koja može biti

reflektirana ili emitirana odnosno zračena od objekta ili krajolika koji se promatra. Za optičke

28

senzore osnovni izvor zračenja je Sunce, a izvor zračenja za emitiranu energiju je Zemlja. U

procesu su važni izvor energije i zračenje koje putuje kroz prostor u obliku valova različitih

duljina.

EMS ima istu prirodu, ali se pojedini dijelovi spektra razlikuju po valnim duljinama, a

može biti općenito raščlanjen u različite kanale po valnim duljinama ili spektralna područje.

Vidljiva svjetlost je samo jedan oblik elektromagnetske energije. Osim nje postoje i druge

forme zračenja: radio valovi, toplina, ultra ljubičaste zrake i ostalo.

Elektromagnetsko zračenje može se objasniti kao energija koja se širi kroz prostor ili

kroz medij u obliku ubrzane interakcije između električnog i magnetskog polja, koji definiraju

elektromagnetski val. Elektromagnetska zračenja su glavna komunikacija za snimanje između

senzora za snimanje i objekata koji se istražuju. Valna duljina je udaljenost između vrha

jednog vala do vrha drugog vala, a frekvencija je broj vrhova koji prođu čvrstu točku u

jedinici vremena.

Neke od koristi koje pružaju daljinska istraživanja u poljoprivredi su: utvrđivanje

stupnja intenziteta korištenja zemljišnih kapaciteta, proučavanje organizacije zemljišnih

prostora, utvrđivanje stupnja saliniteta tla, utvrđivanje stupnja zaraženosti i provođenja

organizacije zaštite kultura, utvrđivanje šteta od prirodnih nepogoda, te prognoziranje prinosa

u različitim fazama vegetacije.

Daljinska istraživanja na brz i relativno jeftin način mogu osigurati pravovremene

informacije o nadgledanju usjeva i predviđanju prinosa na većim površinama. Takve

informacije se mogu koristiti za određivanje stanja usjeva i njihovog razvoja. Pri tomu je

moguće: rano otkrivanje stanja usjeva te povremeno i pravovremeno poduzimanje mjera

zaštite, ciljana intervencija zaštite usjeva i rješavanje drugih problema uz niske troškove,

simultani monitoring i upravljanje velikim i različitim područjima , rano pregledavanje uroda

i periodično nadgledanje kroz sezonu rasta i praćenje dinamike razvoja.

Satelitskim istraživanjem također je moguće kartirati kulture i registrirati biofizičke

karakteristike za velika i posve različita područja, te identificirati rijetko raslinje i promjene u

razvoju koje se inače teško zapažaju. Ta činjenica omogućava pravovremenu detekciju

zdravstvenog stanja usjeva i ciljanu intervenciju kako bi se unaprijedio prinos i smanjili

ukupni troškovi proizvodnje, te smanjio negativan utjecaj na okoliš.

Prepoznavanje i identifikacija određenih objekata i pojava prvi je tip interpretacije

snimki u pedološkom kartiranju. Relativno je jednostavno na odgovarajućim snimkama

prepoznati građevne objekte kao što su ceste, kanali, mostovi i kuće. Puno je teže identificirati

jedinice tala koje se nalaze na deltama, konusima, vršnim gredama i slično. Objekti malih

29

dimenzija neće biti posebno prikazani na satelitskim snimkama, ali skupina malih pojava

odražavat će se posebnim karakterističnim obrisima, što će se naročito odraziti u boji tona i

teksturi snimke.

Također će posebnu strukturu imati snimke pjeskovitih dina ili prapora, koje može

prepoznati samo stručnjak-interpretator s određenim znanjem iz pedološke struke i drugim

interpretacijskim iskustvom. Na satelitskim snimkama neke objekte i pojave moguće je

zapaziti vizualno na temelju vidljivih razlika, koje imaju u odnosu prema susjednim tonovima

ili bojama. Raspoznavanje pojedinih objekata provodi se usporedbom sličnih objekata na

širem području.

3.6.2. Prikupljanje podataka o parceli

Nove tehnike omogućuju upravljanje parcelama, raspoloživost hraniva i očekivanog

prinosa. Precizna poljoprivreda služi ekonomskim i ekološkim poboljšanjima, primjerice u

uštedi radnih sredstava, uštedi strojeva i radnog vremena, poboljšanju ostvarenja dobiti kroz

veće prinose i poboljšanje kvalitete proizvoda, smanjenju opterećenja okoliša i poticanju

prirodno prostornih uvjeta, te u poboljšanoj i ažurnijoj dokumentaciji procesa produkcije.

Za postizanje ovih ciljeva potrebna je opsežna obrada vrlo različitih informacija.

Mnoštvo i raznolikost informacija, specifičnih za parcele nadilazi dosadašnje znanje koje se

temelji na iskustvu poljoprivrednika. Kod precizne poljoprivrede u postupku upravljanja

procesima informacije na kartama su od velikog praktičnog značaja. Prije upotrebe jedne

karte kao osnove za upravljanje, potrebne su informacije o prostornoj podjeli značajnih

svojstava pri uzgoju bilja. Od osnovnog su značaja informacije o raspodjeli hraniva i prinosa s

parcele. Ove informacije bitno određuju ekonomski i ekološki uspjeh uzgoja bilja.

4. REZULTATI I RASPRAVA

4.1. Precizna poljoprivreda

30

Pojam „precizna poljoprivreda“ (Precision agriculture ili Precision farming)

podrazumijeva pravodobno obavljanje poljoprivrednih radova, visoku produktivnost, smanjen

broj operacija te najnižu cijenu rada. Temelji se na novorazvijenim informatiziranim strojnim

sustavima programiranog eksploatacijskog potencijala, malom broju strojeva visoke

pouzdanosti i visokim tehnološkim mogućnostima.

Uvođenjem GIS i GPS tehnologija u poljoprivrednoj mehanizaciji počela se razvijati

precizna poljoprivreda. Osnovna premisa precizne poljoprivrede je da kako veći broj

informacija, isto tako i preciznih bude na raspolaganju poljoprivredniku prilikom donošenja

odluka.

Izravna usporedba višegodišnjih parametara dobivenih s parcela rezultira sve

svrsohodnijom, argumentiranom i optimalnom upotrebom sredstava za rad (pri čemu treba

imati na umu ekološki utjecaj), čime će se povećati kvalitet i kvantitet proizvoda.

Korištenjem GIS sustava optimiziraju se inputi i definiraju outputi za zadovoljavanje

potrošača u realnom vremenu. GIS tehnologija pomaže kod ujedinjavanja podataka za analizu

i planiranje proizvodnje, kao i kartografski pregled i informativna izvješća o zemljištu i

uzgajanoj kulturi. (slika 16.)

Slika 16. Povezanost u preciznoj poljoprivredi

Glavni cilj precizne poljoprivrede je povećanje profitabilnosti, povećanjem prinosa uz

smanjenje količine/cijene inputa. Iako se danas termin „precizna poljoprivreda" veže za

određene nove tehnologije koje se koriste u procesu poljoprivredne proizvodnje, ključ

precizne poljoprivrede je ipak informacija koja se dobiva u tjekom proizvodnje. Dokazano je

31

da proizvođači koji imaju menadžerski pristup u toku proizvodnje, također imaju pristup

detaljnijim informacijama, ostvaruju i veći profit.

Precizna poljoprivreda obuhvaća prostorno upravljanje sredstvima i repromaterijalima

poljoprivredne proizvodnje u cilju povećanja profita, prinosa i kvalitete proizvoda.

Primjenjuje se sofisticirana oprema koja se ugrađuje u poljoprivredne strojeve

prilikom obrade tla.

GPS-om se precizno određuje mjesto gdje se trenutno nalazi poljoprivredni stroj.

Prikupljene informacije služe za određivanje položaja, kako bi se prilikom sjetve, raspodjele

gnojiva ili aplikacije zaštitnih sredstava znalo kolika je potreba repromaterijala na točno

određenom mjestu, a ne u prosjeku za cijelu površinu koja se obrađuje (preciznost).

Za precizno ratarstvo potrebne su točne karte s navedenim zemljišnim svojstvima, pri

čemu klasične metode analize tla nisu od velike koristi. Grafičko organiziranje podataka o tlu

najčešće se predstavlja zemljišnim kartama koje je moguće dobiti na više načina, uz

geopozicioniranje u realnom vremenu uz pomoć satelita i GIS metoda. (Jurišić i Plaščak,

2009.). (slika 17.).

Slika 17. Načela precizne poljoprivrede u prikupljanju podataka, obradi, primjeni i dokumentaciji

Precizna poljoprivreda obuhvaća prostorno upravljanje sredstvima i repromaterijalima

poljoprivredne proizvodnje radi povećanja profita, prinosa i kvalitete proizvoda. Prvenstveno

se radi o sofisticiranoj opremi koja se ugrađuje u poljoprivredne strojeve prilikom obrade

zemljišta. GPS sustavom točno se određuje mjesto gdje se trenutno nalazi poljoprivredni stroj.

Prikupljene informacije služe za određivanje položaja kako bi se prilikom sjetve, deponiranja

32

gnojiva ili zaštitnih sredstava znalo kolika je potreba repromaterijala na određenom mjestu, a

ne u prosjeku za cijelu površinu kako se to sada radi.

Za preciznu poljoprivredu potrebne su točne karte sa navedenim zemljišnim

svojstvima. Grafičko organiziranje podataka o tlu najčešće se predstavlja zemljišnim kartama

koje je moguće dobiti na više načina uz geopozicioniranje u realnom vremenu uz pomoć

satelita i GIS metoda. Precizno ratarstvo obećava smanjenje opterećenja okoline, troškova

energije, gnojiva i zaštitnih sredstava. (slika 18.).

Slika 18. Prikaz geoprostorne tehnologije gospodarenja u preciznoj poljoprivredi

Precizna poljoprivreda služi ekonomskim i ekološkim poboljšanjima, primjerice u

uštedi radnih sredstava, uštedi strojeva i radnog vremena, smanjenju opterećenja okoliša i

ostalo. Za postizanje tih ciljeva potrebna je opsežna obrada različitih informacija. U prvom

koraku se prikupljaju informacije. Podatci koji proizlaze iz promatranja jednog obilježja

odmah se obrade. Ovdje se njihov informacijski sadržaj obradi prema saznanjima o uzgoju

33

bilja. U trećem koraku dobiveni podatci se prenose. Mnogi strojevi nude moguće izravne

dokumentacije provedenog postupka. Odgovarajuće korištenje informacija i vremenskih

odnosa razlikuje principe precizne poljoprivrede. (slika 19.).

Slika 19. Simboličan prikaz preglednosti u preciznoj poljoprivredi

Osnovni pristup izradi karata – obrada tla, sjetva, gnojidba, zaštita bilja, karta prinosa,

karta hraniva, karta tipova tla i slično.

a) Pristup izradi karata – polje se na računalu podijeli u male pravokutne raster stanice s

odgovarajućim geokoordinatama. Svakoj raster stanici dodjeljuje se jedna određena vrijednost

(obavezna vrijednost, aplikacijska vrijednost). Informacije iz kojih se zaključuje obavezna

vrijednost za određivanje raster stanica vrlo su različite (vrijednosti prinosa, vrijednosti

kemijskih ili fizikalnih svojstava tla i ostalo). Prikupljanje osnovnih informacija o svojstvu

polja po pravilu slijedi prije obrade i izrade karte operacijskih vrijednosti. U praksi se pristup

izrade karata primjenjuje kod opskrbe s osnovnim hranivima i elementima u tragovima.

b) Senzorski pristup – gnojidba, herbicidi, regulatori rasta, fungicidi – visoka prostorna i

vremenska dinamika. Senzori isporučuju informacije za izravni postupak upravljanja.

Vremenski redoslijed između dobivanja informacija i obrade razlikuje ovaj pristup od pristupa

izrade karata. Dok kod pristupa izrade karata puno različitih setova podataka jednog polja (pH

vrijednost, sadržaj fosfata u tlu i slično) ulazi u obzir za određivanje karte obvezne

34

vrijednosti, kod senzorskog pristupa smanjuje se broj korištenih podataka na mali broj

aktualnih poznatih veličina. Pronalaženje geokoordinata nije obavezno potrebno. Senzorski

pristup se u praksi primjenjuje kod suzbijanja korova na poljoprivrednim područjima.

c) Senzorski pristup s kartama koje se preklapaju – gnojidba, herbicidi, regulator rasta,

fungicidi – niska do visoka vremenska i prostorna dinamika. Ovaj pristup pokazuje

kombinaciju obaju spomenutih pristupa. Senzorski pristup samo raspoznaje i uvažava

aktualnu situaciju. Tek kod kombinacije pristupa izrade karata i senzora ulaze informacije iz

vremenski različitih ispitivanja u određivanje aktualne obvezne vrijednosti.

Pri ekološkom uzgoju bilja važno je integrirati pristup izrade karata i senzorski

pristup. Inače se primjerice optimalna količina ne može temeljiti na propisanoj količini i

specifičnosti. (slika 20.)

Slika 20. Pristup izradi karata u zaštiti bilja

Mogućnosti precizne poljoprivrede glede gospodarskih i okolišnih koristi su u

smanjenom korištenju vode, gnojiva, herbicida i pesticida. Umjesto upravljanja cijelim poljem

temeljem nekog hipotetičkog, prosječnog uvjeta koji možda ne postoji nigdje na polju

pristupom preciznog ratarstva prepoznaju se razlike specifične lokacije ili specifičnog mjesta

na poljima. Poslovi upravljanja podešavaju se tada u skladu s takvim raznolikostima (Singh,

2002). Ratari obično znaju da njihova polja koja se prostiru krajolikom daju različite prinose.

Te razlike mogu nastajati ovisno o načinu i radnjama upravljanja tlom, svojstvima i

obilježjima tla i/ili obilježjima okoliša. Obilježja tla koja utječu na prinose uključuju sastav,

strukturu, vlagu, organske (tvari), sadržaj hranivih tvari, te položaj u krajoliku. Okolišna

obilježja uključuju klimatske i vremenske uvjete, korove, insekte i bolesti biljaka. Na nekim

poljima raznolikost unutar polja može biti znakovita, bitna. (slika 21.).

35

Slika 21. Daljinsko očitavanje stresa biljaka u preciznoj poljoprivredi

Na jednom polju najbolji rast žitarica bio je u blizini vodenih tokova i ravnim

dijelovima polja. Pobočne kose površine, gdje je erozija iscrpila površinski sloj tla pokazivale

su pomanjkanje vlage i kratke, smanjene stabljike. Na drugoj farmi u Missouriju evidentirano

je da se promjena u razinama prinosa kukuruza (žitarica) i soje. Uočavanje te magnitude ili

veličine promjene potaknulo je većinu ratara zapitati se kako se može riješiti takav problem,

koji uzrokuje niske prinose. Nema ekonomski prikladnog postupka ''rješavanja'' iscrpljenih

zemljišnih površina na tom polju, pa je to tako izazov upravljanju optimalno upravljati i

postupati s površinama unutar nekog polja, koje posjeduje različite proizvodne mogućnosti.

To obvezno ne znači da je potrebno imati istu razinu prinosa na svim područjima

polja. Ratarova umna baza podataka kako postupati i obrađivati različite dijelove polja

zahtijevala je nekoliko godina promatranja i rada postupkom pokušaja i pogreške,

isprobavanjem različitih postupaka, dok se ne pronađe najuspješniji postupak.

Danas je teško održavati razinu poznavanja poljskih uvjeta zbog većih površina

zemljišnih imanja i promjena na obrađivanim površinama zbog godišnjih promjena u

ugovorima o zakupu ratarskog zemljišta.

Precizna poljoprivreda pruža mogućnosti automatskog i pojednostavljenog

prikupljanja i analiziranja podataka. Omogućuje donošenje upravljačkih odluka i njihovu brzu

provedbu po malim površinama unutar većih polja.

Rasporedom novčanih troškova u svezi sa specijaliziranom opremom na više

korištenog zemljišta, te korištenjem vještina i znanja stručnjaka iz domene uredne

poljoprivrede, redovne i uobičajene usluge ili poslovi mogu smanjiti troškove, a povećati

učinkovitost radova precizne poljoprivrede.

36

Uobičajene usluge, koje pružatelji usluga precizne poljoprivrede najčešće pružaju jesu

intenzivno uzorkovanje tla, izrade karata, te primjene promjenjivih količina gnojiva i vapna.

Potrebna oprema za ove radove uključuje vozilo, opremljeno s GPS prijamnikom i poljskim

računalom za uzorkovanje tla, računalo sa software sklopom za izradu mapa i uređaj za

aplikaciju gnojiva i vapna u promjenjivim količinama. Nabava ovakve opreme, te

uvježbavanje potrebnih vještina jest znakovit prethodni trošak, koji može biti zapreka

mnogim ratarima.

Pružatelji poljoprivrednih usluga moraju prepoznati grupu opredijeljenih korisnika

usluga, da bi se opravdalo kupovanje opreme i osigurali djelatnici, koji bi obavljali takve

usluge.

U preciznom ratarstvu polje ratarskog gospodarstva podijeljeno je na ''površine ili

zone upravljanja'', utemeljene na pH kiselosti ili lužnatosti tla, količinama prinosa, šteti koju

počine štetočinje i drugim čimbenicima, koji utječu na proizvodnju žitarica.

Odluke glede upravljanja temelje se na zahtjevima svake površine ili zone i pribori

precizne poljoprivrede (primjerice GPS/GIS) koriste se za kontrolu ili upravljanje prinosima s

dane površine ili zone. Tome nasuprot, tradicionalni ratarski postupci ili metode koriste

pristup ''cijelog polja'' gdje se polje tretira i obrađuje kao homogena površina. Odluke se

temelje na prosjecima polja i u tradicionalnom ratarstvu inputi se primjenjuju jednoobrazno,

uniformno po cijelom polju.

Prednost preciznog ratarstva (PF) jest da se u površine ili zone upravljanja s većim

potencijalom gospodarskog prinosa ako je potrebno unese i više inputa. Maksimalan

gospodarski i ekonomski prihod može se postići po svakom inputu (Griso i sur., 2009).

Precizna poljoprivreda poziva na precizniju primjenu poljoprivrednih inputa,

utemeljenih na mjesnom, lokaliziranom upravljanju promjenama i odstupanjima u prinosima

u danom području. Tome nasuprot, u tradicionalnoj poljoprivredi, poljoprivredni inputi

primjenjuju se temeljem prosječnih vrijednosti (Chartuni i sur., 2007).

4.1.1. Mehanizacija u preciznoj poljoprivredi

Racionalizacija, ekološki, ekonomski i energetski efekti su značajna stavka u

opredjeljenju i izboru mehanizacije. Navedeni pokazatelji trebaju biti osnova pri planiranju

37

opremanja mehanizacijom poljoprivrednih gospodarstava. Postupci i strojevi koje doprinose

boljim efektima mogu biti na razne načine realizirani. Primjenom visokoproduktivnih

agregata moguće je očuvanje tla, ekonomičnija i ekološki zdravija proizvodnja. Izbor

parametara mehanizacije i tehnoloških postupaka treba se zasnivati na bazi faktora koji utječu

na produktivnost, ekonomičnost, energetsku efikasnost i očuvanje tala. Izborom hodnog

mehanizma traktora može se utjecati na površinu gaženja i zbijanje tla. Povećanjem radnog

zahvata stroja pored povećanja produktivnosti, znatno se smanjuje postotak gaženja.

Primjenom traktora većih snaga u konvencionalnoj osnovnoj obradi produktivnost može se

povećati i do 5 puta, uz uštedu energije i smanjenje gaženja. Korištenjem združenih agregata

u konvencionalnoj obradi također se doprinosi značajnoj energetskoj uštedi, povećanju

produktivnosti i smanjenju gaženja. (tablica 1.).

Tablica 1. Odnos eksploatacijskih parametara pri radu stroja u pojedinačnim prohodima i združenih

agregata (pokazatelji na bazi traktora od 120 kW)

Eksploatacijski

pokazatelji

Agregati

Pojedinačni prohodi Združeni agregati

Priprema Sjetva Zaštita Priprema+sjetva

Prskanje(zaštita)

Priprema+sjetva+zaštita

Radni zahvat, m 6 6 24 6 24 6

Produktivnost, ha/h 6 4,8 19,2 4,8 19,2 4,8

Energetsko učešće

stroja, kWh/ha

20 25 6,25 25 6,25 25

51,25 31,25

Relativni odnos broja

tragova, %

100 50 25

Vrijeme rada, h/ha 0,16 0,02 0,05 0,2 0,05 0,2

0,41 0,25

Pri korištenju GPS tehnologije postoje problemi kod realizacije precizne poljoprivrede

zbog slabo obučenog tehničkog osoblja, ali ova tehnologija uvelike smanjuje radna sredstva,

vrijeme, povećavanje dobiti kroz povećavanje prinosa te lakše spremanje i arhiviranje

podataka o izvršenim tehnološkim procesima.

38

Hrvatska poljoprivreda posluje pod znatno drugim uvjetima od onih u razvijenim

zemljama. Subvencioniranje proizvodnje, bilo izvorno ili preko inputa, provodi se nedovoljno

precizno. U tim uvjetima mnoge mjere koje se primjenjuju u razvijenim zemljama nisu

primjenljive.

Suvremena mehanizacija, koja se primjenjuje u razvijenim zemljama, nalazi

ekonomski opravdanu primjenu na velikim farmama. Može se primjenjivati i na srednjim,

ukoliko su parcele velike, ali tada se mehanizacija mora koristiti i izvan vlastitog

gospodarstva da bi njezina primjena bila isplativa. Osnovni pristupi izradi karata – obrada tla,

sjetva, gnojidba, zaštita bilja, karta prinosa, karta hraniva, karta tipova tla i slično.

Tablica 2. Preciznost GIS sustava ovisno o aktivnostima

POTREBNA TOČNOST ZADATAK PRIMJER PRIMJENE

10 metara navigacija - pretraga parcela- pretraga skladišta

1 metarobavljanje radova

informacijedokumentacija

- određivanje prinosa- gnojidba- aplikacija zaštitnih sredstava- uzimanje uzoraka tla- zaštitne mjere- automatsko snimanje podataka

10 centimetara vođenje vozila - žetva

1 centimetar vođenje radnih organa strojeva

- mehaničko uništavanje korova

4.1.1.1. Procijene usjeva i određivanje granica modeliranja terena

Vrste korova po svom sastavu vrsta i količini unutar jednog polja nisu homogene, pa

se s toga slogovi mogu podijeliti u zone s različitim tretiranjima korova. Na područjima

39

„oaze“ korova može se modernim prskalicama provoditi intenzivnije suzbijanje korova, nego

u zonama koje su malo zakorovljene. Prskalicom se upravlja preko računala u kabini.

Za određivanje aktualne pozicije na polju mora biti zajamčen spoj s DGPS/GPS

prijamnikom. Karta sadrži informacije o količini herbicida koja se nanosi na određenim

parcelnim slogovima. Temelj herbicid-aplikacijske karte je karta o podjeli korova. Ona se

može izraditi preko procjene zaraslosti korovom, putem ophodnje polja, automatizirano

putem senzorskih uređaja ili putem daljinskih istraživanja.

Kod procjene zaraslosti korovom poljoprivrednik koristi prijenosno računalo s

odgovarajućim softwareom koji je spojen s DGPS prijamnikom. Kod ophodnje različitih

jedinica parcele utvrđuje se, primjerice, podjela zakorovljenosti jednom korovskom vrstom.

Poljoprivrednik određuje granice između parcela kojima je određena posebno visoka

količina aplikacije i onima s niskom ili nikakvom aplikacijom. Budući da je pojava velike

količine korova vezana za postojanje određenih svojstava tla (visoki sadržaj gline ili organske

tvari), parcele se mogu djelomično izabrati prije stvarne ophodnje.

Alternativno manualnim procjenama, putem ophodnje polja, istražuju se

automatizirani postupci za prepoznavanje korova i izrade karata. Za prepoznavanje korova

koriste se tehnike obrade slike (specijalne kamere i software), koje omogućuju količinsko

određivanje zakorovljenosti na polju. Pomoću GIS-a prostorna raspodjela korova može se

prikazati u obliku karte. (slika 22.).

40

Slika 22. Prikaz karte raspodijele korova preletom bespilotne letjelice

Podatci o veličini površine i njezine geografske pozicije mogu se vrlo jednostavno

saznati putem obilaska sloga vozilom koje podupire DGPS/GPS. Postoji i mogućnost uporabe

laserskog pištolja. Na teško pristupačnim mjestima s mjernog vozila usmjeri se laserski

impuls na do 300 m udaljenu graničnu točku polja. Preko određivanja smjera zrake i mjerenja

udaljenosti iz reflektiranog impulsa, mogu se točno odrediti koordinate graničnih točaka. S

istom opremom se mogu zapisati i posebne unutarnje površine jednog sloga. Takva unutarnja

područja potrebno je ograničiti te na njima ne treba aplicirati sredstvo za zaštitu bilja.

Suvremene prskalice pri vožnji preko takvih površina isključuju odgovarajuće

sklopove za aplikaciju. Na neravnim površinama posebnu ulogu ima, uz položaj i visina

terena i oblik. Visina terena se može točno odrediti GPS prijamnikom (Real-Time-Kinematic

– GPS). U GIS-u je moguće točno modeliranje terena na temelju podataka geografske širine,

dužine i visine. (slika 23.)

41

Slika 23. Prikaz daljinskih mjerenja uz upotrebu karata za zaštitu bilja

Pojam „agrarna informacijska tehnologija“ (AIT) odnosi se na upotrebu elektronike i

računala u agrarnom sektoru. Pojam elektronika i računala obuhvaća senzore, aktore,

komunikacijsku slijed (Bus System), upravljačke i regulacijske sklopke, mikroprocesore,

agrarni software.

Područja koja se mogu smatrati dijelom AIT-a:

upravljački i regulacijski sustavi u poljoprivrednim vozilima i strojevima;

određivanje položaja poljoprivrednih strojeva i vozila (GPS);

izrada digitalnih karata karakteristika tla i biljnog fonda;

agrarni software (informacijski menadžment sustavi, simulacije);

identifikacija poljoprivrednih vrsta (mikroodašiljača).

4.1.1.2. Regulacijski i mjerni sustavi u strojevima za zaštitu bilja

Osnovni zadatak automatizacijske tehnike strojeva za aplikaciju sastoji se u tome da se

određena količina neke tvari raspodjeli po tlu bez obzira na brzinu vožnje. To zahtjeva

mjerenje trenutno izbačene količine tvari (ista količina) i mjerenje stvarne brzine gibanja

(pomoću radara) bez obzira na klizanje koje nastaje na određenoj površini. Iz dobivenih

42

podataka mikrokontrolor izračunava odstupanje od zadane količine kao i korekcijski signal.

Preko aktora (ventili, bypass sustavi, izvršni motori) određuje se željeni protok tvari. U SSPP-

u se, uz trajno nadgledanje stvarne aplicirane količine tvari i automatizirane o smjeru ovisne

regulacije raspodjele, provodi i određivanje položaja uz povezivanje s faktorima iz karata tla,

štetočinja i prihoda. Redukcija aplicirane količine na apsolutni minimum trebala bi smanjiti

onečišćenje okoliša. Aplikaciju je potrebno izvesti precizno. Prilagodba terenu pri stalnoj

apliciranoj količini (zadana količina) odvija se kod konvencionalne tehnike kroz prilagodbu

tlaka. No ova neizravna metoda dovodi do pogrešaka pri doziranju. Održavanje stalne brzine

kretanja neizostavno je. Pri računalno upravljanim uređajima stvarna aplicirana količina mjeri

se pomoću uređaja za mjerenje protoka tvari (mjerna turbina ili bolji induktivni mjerni

aparat). (slika 24.).

Slika 24. Stroj za zaštitu bilja

Pri odstupanju od određene količine automatski se provodi korekcija tlaka. Valjanost

sustava ove vrste je visoka, čak i kod promjena u brizni od 30% ona iznosi 95%. Regulacija

aplikacije sredstava za zaštitu biljaka temelji se na slijedećoj načelnoj vezi:

Q=c ∙ d ∙√ p 1v

∙ 1B

, (l/ha)

Strategije aplikacije kod SSPP-a zahtijevaju prilagodbu aplicirane količine

pojedinačnoj površini i prilagodbu sustava korištene tvari (prema kartama zahvaćenosti

43

bolešću/štetnicima) pomoću direktnog napajanja, te prognozne modele (meteorološka postaja,

vanjski podatci, software).

Integrirana zaštita bilja predstavlja važnu sastavnicu održive poljoprivrede. Ona

omogućava proizvodnju poljoprivrednih proizvoda s minimalnim ostatcima pesticida, čuva

okoliš i prirodnu ravnotežu između organizama u agroekosustavima. Sustav integrirane zaštite

od štetočinja započinje već pri sjetvi, sadnji ili zasnivanju trajnih nasada odlukom o brojnim

parametrima. Izbor područja, kao i lokaliteta na kojima se uzgoj određene kulture obavlja

može značajno utjecati na pojavu štetočinja.

Da bi se provela integrirana zaštita nužno je raspolagati s dovoljno znanja o biologiji i

ekologiji, poglavito o prostornom rasporedu kao i čimbenicima koji utječu na prostorni

raspored pojedinih vrsta. Na prostornu i vremensku distribuciju štetnika na nekom području

utječu brojni čimbenici. Utjecaj svakog od čimbenika na visinu i intenzitet zaraze pojedinom

vrstom često je vrlo teško utvrditi standardnim metodama istraživanja budući se radi o vrlo

kompleksnom međusobnom djelovanju više čimbenika istovremeno.

Razvoj Geografskog Informacijskog Sustava (GIS-a) otvara mogućnosti korištenja

ovih metoda u entomološkim istraživanjima. Primjena GIS-a u entomološkim istraživanjima

je u početnim fazama razvoja a brojni znanstvenici se slažu da ova metoda ima veliki

potencijal.

Da bi se omogućilo provođenje mjera suzbijanja invazivnih štetnika nužno je

raspolagati pouzdanim metodama njihove prognoze. Pouzdano prognoziranje pojave i

intenziteta napada štetnika moguće je samo uz razumijevanje njegovog prostornog rasporeda,

biologije i ekologija, a naročito čimbenika koji utječu na njegov prostorni raspored, što sve

omogućuje GIS tehnika.

4.1.1.3. Zaštita bilja

Zaštita bilja je grana poljoprivrede koja se bavi sprječavanjem gubitaka koje

poljoprivrednim kulturama nanose bolesti, štetočinje i korovi. Teškoće pri izboru brojnih

mjera i velikog broja priznatih sredstava za zaštitu te nužnost njihove stručne primjene

zahtijeva specijalistička znanja.

44

Gotovo sva sredstva za zaštitu bilja svrstana su u skupine otrova pa je njihova

primjena povezana s opasnostima za korisne i druge organizme i za okoliš. Oslanjanje

poljoprivrede ponajprije na kemijske mjere borbe protiv nametnika uz sve prednosti ima i

određene nedostatke. Moderna zaštita bilja postojeće probleme rješava integracijom svih

dosadašnjih saznanja, koja uključuju preventivne, administrativne, mehaničke, kemijske,

biološke i druge mjere borbe protiv nametnika, koje će umanjiti gubitke priroda a da što je

moguće manje nanesu štete okolišu. Gotovo da nema biljne vrste na kojoj se ne javljaju

ekonomski značajni biljni nametnici. Stoga zaštita bilja ima podjednak značaj u svim granama

biljne proizvodnje, u krajobraznim i urbanim prostorima, na industrijskim i sportskim

objektima, vodotocima, kanalima i ostalo. (slika 25.).

Slika 25. Zaštita bilja

4.1.1.4. Prskalice za zaštita bilja u preciznoj poljoprivredi

Zaštita poljoprivrednih kultura u većini zemalja našeg okruženja a tako i u Hrvatskoj,

u najvećoj mjeri obavlja se kemijskim sredstvima. Najpreciznija primjena kemijskih sredstava

u poljoprivredi, provodi se uporabom prskalica, s kojima se i obavlja najveći dio zaštite bilja u

ratarskoj proizvodnji.

45

Veća poljoprivredna gospodarstva gotovo u potpunosti koriste širokozahvatne

prskalice opremljene s mjerno regulacijskim uređajima za automatsko vođenje i kontrolu

procesa prskanja. Ratarske prskalice ponekad radi narušenog eksploatacijskog potencijala ne

udovoljavaju zahtjevima o minimalnoj kvaliteti u zaštiti ratarskih kultura. Narušavanje razine

eksploatacijskog potencijala u velikoj mjeri utječe sadašnje stanje u poljoprivrednoj

proizvodnji. Smanjenje obrtnih novčanih sredstava dovodi do djelomične ili nepotpune

revitalizacije pojedinih elemenata radnih sustava prskalice, a samim time i smanjenje

ukupnog eksploatacijskog potencijala. .

Suvremena, štedljiva i prema okolišu obzirna zaštita bilja prvenstveno ovisi o točnosti

nanošenja zaštitnog sredstva. Suvremene prskalice moraju biti pouzdane u radu, precizno

podešene, te upravljane osobom koja ima potrebna znanja i iskustvo. Danas se posebna

važnost pridaje mlaznicama kao elementima koji određuju preciznost rada svake prskalice.

(slika 26.).

Slika 26. Prskalica za zaštitu bilja u radu

4.1.1.5. Mlaznice za zaštitu bilja

Mlaznice su izlazni, odnosno izvršni elementi svih tipova prskalica, a preko njihovog

mlaza realizira se tehnička vrijednost prskalice. Često se ističe da su mlaznice na ratarskim

prskalicama najvažnija veza između kemijskog sredstva i biološkog učinka.

U ratarskoj proizvodnji koriste se uglavnom mlaznice s lepezastim mlazom, dok se u

46

voćarskoj i vinogradarskoj proizvodnji koriste mlaznice s konusnim mlazom. Razvoj

mlaznica posljednjih godina je vrlo intenzivan, stoga danas na tržištu postoje različiti tipovi

mlaznica, koji mogu udovoljiti različitim zahtjevima namjene. Nekada se o izboru mlaznice

odlučivalo samo na temelju hektarske doze (lha-1), no danas je moguće odlučiti i koju

kakvoću mlaza (veličina kapljica, brzina kapljica, otpornost mlaza na zanošenje) se treba

imati obzirom na konkretne uvjete prskanja. Svaka mlaznica ima na sebi utisnutu oznaku, na

koju se često ne obraća pozornost, a ista je važna i daje najvažnije podatke o mlaznici.

Oznaka mlaznice sastoji se iz slovnih i brojčanih simbola, koji označavaju: tip mlaznice, radni

kut mlaza i veličinu otvora, odnosno protoku mlaznice. (slika 27.).

Slika 27. Mlaznica sa objašnjenjima pojedinih oznaka

Osim ove osnovne oznake mlaznica, već više godina na snazi je međunarodni standard

ISO 10625 koji je kodirao mlaznice po boji. Prema navedenom standardu mlaznice su

kodirane po boji, na temelju protoka mlaznice pri tlaku 3,0 bara (300 kPa). Označavanje

mlaznica po boji je izuzetno korisno jer olakšava korisniku brzu i sigurnu identifikaciju

mlaznica. Brzim vizualnim pregledom korisnik može lako prekontrolirati jesu li sve mlaznice

na krilu prskalice u funkciji iste boje. Ovo je osobito korisno jer olakšava i daje sigurnost

rukovatelju kada je na prskalici ugrađen tzv. „bajonet nosač“, tj. tri ili četiri mlaznice na

jednom izlazu. (slika 28.).

47

Slika 28. Prikaz pričvršćivanja više mlaznica na jednom izlazu prema tzv. „bajonet“ sustavu

Tablica 3. Označavanje mlaznica po boji prema standardu ISO 10625

Mlaznice se izrađuju od različitih materijala. U pravilu se tvrđi materijali obično

koriste za izradu mlaznica koje rade pri tlaku od 5 bara, a polimeri za izradu niskotlačnih

mlaznica. Najčešći su materijali oplemenjeni čelici, nehrđajući čelik, keramika, plastične

mase, mesing i mjed. Keramika i oplemenjeni čelici otporniji su na trošenje, ali su i skuplji.

Kao materijal za izradu najviše se koristi mjed. Njegova prednost je u ekonomičnosti, ali se

brzo troši pri korištenju određenih sredstava. Stoga se u današnje vrijeme ispituju novi

zamjenski sintetički materijali. (slika 29.).

48

Slika 29. Materijali za izradu mlaznica - s lijeva na desno: mesing, nehrđajući čelik, polimer, silicijski karbid (keramika)

Danas se gotovo isključivo u ratarstvu i povrćarstvu koriste mlaznice koje oblikuju

lepezasti mlaz. Razlog tomu je što se lepezastim oblikom mlaza postiže najbolja distribucija

kapljica. Kut mlaza im je najčešće 110° (može biti i 80, 90, 120 stupnjeva). Ukoliko su

mlaznice ugrađene na krilu prskalice na razmak 50 cm, postiže se tzv. dvostruko prekrivanje

između mlaznica. Optimalna visina od vrha mlaznice do površine koja se prska je 50 cm, a još

uvijek zadovoljavajuća distribucija postiže se ako ta visina varira od 35 do 70 cm. Kako ne bi

došlo do sudaranja susjednih mlazova, mlaznice se zakrenu za 5° do 10° u odnosu na krilo

prskalice. (slika 30.).

Danas na tržištu postoje tri tipa mlaznica s lepezastim mlazom:

- standardne ili konvencionalne;

- anti-drift;

- injektorske.

Slika 30. Lepezasti mlazAnti-drift mlaznice pojavile su se na tržištu početkom devedesetih, a također

generiraju mlaz lepezastog oblika. Za razliku od standardnih, ovaj tip mlaznice ima u sebi

integriranu pretkomoru prizmatičnog oblika. Opadanjem tlaka tekućine u pretkomori, prije

otvaranja izlaznog otvora, smanjuje se udjel neželjenih sitnih kapljica koje se razvijaju

procesom atomizacije. Ovim mlaznicama postiže se uži spektar kapljica u mlazu,

zadovoljavajuća distribucija, te značajnije smanjenje drifta. Aplikacija se može izvoditi do

brzine vjetra od 4 ms-1. (slika 31.).

49

Slika 31. Anti – drift mlaznica

Injektorske ili zračne mlaznice jedne su od najznačajnijih inovacija u području tehnike

mlaznica. Pojavile su se na tržištu sredinom devedesetih, a danas predstavljaju razinu stanja

tehnike mlaznica na tržištu. Dizajnirane su tako da se pomoću injektorskog uloška u tijelu

mlaznice, na venturijevom principu usisava zrak unutar mlaznice koji se miješa s tekućinom,

stvarajući tako krupne kapljice koje u sebi sadrže zračne mjehuriće. Količina zraka u kapljici

ovisi o više čimbenika, a jedan od značajnijih je formulacija kemijskog sredstva koje se

raspršuje. Kao i kod anti-drift mlaznica, kapacitet (lmin-1) je određen kružnim predotvorom,

generirajući kompaktnu struju tekućine u injektorskom dijelu. S najčešće dva otvora kao

ulazima zraka, spojenih s vanjskim otvorima ili zračnim kanalima u tijelu mlaznice, a na

principu venturijeve cijevi, zrak biva usisan i distribuiran u tekućinu.

Dva medija, tekućina i zrak su u omjeru približno 1:1 i miješaju se u sljedećoj komori

mlaznice. Do konačnog raspršivanja dolazi izlaskom tekućine kroz izlazni otvor mlaznice.

Veličina kapljica je značajno povećana, a eliminirane su sitne kapljice uslijed činjenice da su

izlazni otvori injektorskih mlaznica veći u usporedbi s onima na konvencionalnima i zbog

pada tlaka između pretkomore i izlaznog otvora.

Osnovni cilj razvoja ovog tipa mlaznica bio je postići značajno smanjenje drifta uz

zadržavanje svih dobrih karakteristika koje imaju mlaznice s lepezastim mlazom. Uspješno se

koriste u zaštiti ratarskih usjeva kao i u voćarstvu i vinogradarstvu. Zbog krupnih kapljica i

50

uskog spektra mogu se koristiti i u lošijim vremenskim uvjetima kao što su veća brzina vjetra

(do 5 ms-1), niska relativna vlažnost zraka i visoka temperatura.

Ispitivanja ovih mlaznica u stvarnim radnim uvjetima pokazala su da smanjenje drifta

može biti i do 90% u ratarstvu i do 75% u zaštiti vinograda, u odnosu na konvencionalne

mlaznice iste veličine. Ovakva prednost povećava raspoloživo vrijeme za prskanje i

omogućuje korisnicima uspješno obavljanje poslova u lošijim klimatskim uvjetima.

Injektorske mlaznice dizajnirane su na nekoliko načina.

Gotovo svi tipovi mogu se podijeliti u dvije skupine, dugačke (primjerice oznaka ID) i

kratke (oznaka IDK) mlaznice. Osnovna razlika je da je dugačka izvedba većih vanjskih

dimenzija, ima veću unutarnju komoru, što rezultira većim padom tlaka tekućine u mlaznici.

Kratke mlaznice optimalno rade s razmjerno niskim tlakom prskanja od 1,5 - 3,0 bara. U

ispitivanjima prethodnih godina te mlaznice su pokazale vrlo dobre biološke učinke u radu.

Duge mlaznice za dobar biološki učinak trebaju znatno veći tlak prskanja od 5,0 - 8,0 bara .

(slika 32.).

Slika 32. Mlaznica Lechler ID 120-03C (lijevo) i mlaznica Lechler IDK 120-03 (desno)

Posljednjih godina u Europi je prihvaćena klasifikacija mlaznica prema veličini

kapljica koju generira određeni tip mlaznice pri određenom tlaku. Ovu klasifikaciju definirao

je i predložio britanski savez za zaštitu bilja (BCPC) i opće je poznata i prihvaćena kao

međunarodna klasifikacija. Temelji se na vrijednosti srednjeg volumnog promjera, koji se

označava kao SVP (eng. VMD = Volume Median Diameter). Srednji volumni promjer služi

za definiranje veličine kapljica kao funkcije raspršenog volumena otopine. SVP je promjer

kapljice koja dijeli cijeli izbačeni volumen na dva jednaka dijela. Polovina volumena sadrži

51

kapljice promjera manjeg od SVP, a druga polovina volumena je u kapljicama promjera

većega od SVP. (slika 33.).

Slika 33. Prikaz srednje volumnog promjera

Tablica 4. Prikaz podjele kapi s obzirom na srednji volumni promjer

SVP (Srednji volumni promjer)

manji od 125 μm vrlo fine kapi

125 μm do 250 μm fine kapi

250 μm do 350 μm srednje kapi

350 μm do 450 μm krupne kapi

450 μm do 575 μm vrlo krupne kapi

veći od 575 μm ekstremno krupne kapi

Drugim riječima to su širine zahvata pojedine mlaznice koje se dobivaju proračunom

od teorijskog kuta prskanja mlaza iz mlaznice i visine njezina izlaznog otvora od objekta

zaštite.

Pri izračunavanju vrijednosti polazna je pretpostavka da kut prskanja ostaje

nepromijenjen po cijeloj visini prskanja. U stvarnoj je primjeni drukčije, odnosno teorijski se

kut prskanja mijenja s približavanjem mlaza prema tlu (slike 34 i 35.).

52

Slika 34. Teoretska i stvarna širina prskanja

Slika 35. Utjecaj tlaka na kut i širinu prskanja

Različita područja trebaju različitu količinu njege i zaštite. Zbog toga je potrebna

individualizirana briga o usjevima. Nova tehnologija omogućava da se unaprijed podesi

količina apliciranog sredstva, koristeći unaprijed izrađene karte na uredskom računalu. U

polju, prskalica potom izvršava sva podešavanja u realnom vremenu, ostavljajući rukovatelja

slobodnim za fokusiranje na kvalitetu i produktivnost.

Software koji je potreban za korištenje apliciranja promjenjivim količinama već je

unaprijed instaliran na GreenStar. Preklapanje i oštećivanje usjeva uslijed pretjeranog

prskanja može se izbjeći, što smanjuje troškove prskanja i povećava učinkovitost. Pošto se

uvratine prskaju zadnje, stroj i oprema manje su skloni koroziji do koje dolazi uslijed prelaska

preko već tretirane površine. Isto tako se primjerice jednostavno i točno zadovoljava

poštivanje tampon zone i zakonskih propisa o aktivnim sastojcima.

Pri prskanju Variable Rate Application (apliciranje promjenjivom količinom)

usklađuje se količina apliciranja uvjetima na polju kako se agregat kreće preko parcele – na

53

temelju karata prinosa unaprijed izrađenih pomoću desktop software. Također se snimaju

podatci o primjeni na svakoj pojedinoj parceli, za podršku i kao osnovu u planiranju za iduću

sezonu. (slika 36.).

Slika 36. Apliciranje promjenjivom količinom

4.1.1.6. Senzori usjeva za zaštitu bilja

Senzori isporučuju informacije za izravni postupak upravljanja. Vremenski redoslijed

između dobivanja informacija i obrade razlikuje ovaj pristup od klasičnog pristupa zaštite

bilja. Dok kod pristupa izrade karata puno različitih setova podataka jednog polja ulazi u obzir

za određivanje karte obvezne vrijednosti, kod senzorskog pristupa smanjuje se broj korištenih

podataka na mali broj aktualnih poznatih veličina. Pronalaženje geokoordinata nije obavezno

potrebno. Senzorski pristup se u praksi primjenjuje kod suzbijanja korova na poljoprivrednim

područjima. Senzorski pristup kartama koje se preklapaju u zaštiti bilja je niska do visoka

vremenska i prostorna dinamika. Ovaj pristup pokazuje kombinaciju spomenutih pristupa.

Senzorski pristup samo raspoznaje i uvažava aktualnu situaciju. Tek kod kombinacije

pristupa izrade karata i senzora ulaze informacije iz vremenski različitih ispitivanja u

određivanje aktualne obvezne vrijednosti. Pri ekološkom uzgoju bilja važno je integrirati

54

pristup izrade karata i senzorski pristup. Inače se primjerice optimalna količina ne može

temeljiti na propisanoj količini i specifičnosti. (slika 37.).

Slika 37. Primjena i način rada senzora u zaštiti bilja

Senzor radi u infracrvenom dijelu spektra, a postavlja se na traktor ili na samohodni

stroj kojim se vrši zaštita bilja, te cijelo vrijeme kretanja traktora snima se poljoprivredna

kultura.

Od biljke senzor prima reflektirani dio svjetla i na taj način detektira (vegetativni

indeks). Senzor čita na taj način vrijednosti u polju i uspoređuje s referentnom vrijednošću na

ostatku polja. Ovisno o intenzitetu boje biljke direktno komunicira s upravljačkom jedinicom i

tako mijenja dozu aplikacije. Na taj način određene zone polja dobiti će veću, a neke manju

količinu zaštitnog sredstva, pri čemu se želi dobiti ujednačena kvaliteta raspodijele zaštitnog

sredstva na polju. (slika 38.).

55

Slika 38. Senzori za zaštitu bilja ugrađeni na prednjem dijelu traktora

4.1.1.7. Desktop Software i Green Star

GreenStar sustav posjeduje alate za planiranje i izvještavanje, za snimanje podataka o

uvjetima na polju, radovima u pripremi tla, prskanju, količini gnojiva pri prihrani,

varijacijama pri sjetvi, populaciji biljaka pri sadnji, vremenskim uvjetima i ostalom. Spaja

navedeno s desktop softwareom i dobiva moćan, cjelogodišnji sustav koji omogućava

optimiziranje radova i olakšava potpuno dokumentiranje poljoprivredne proizvodnje. U

središtu svih rješenja za dokumentiranje nalaze se GreenStar zajedničke komponente.

GreenStar 2630 displej je sučelje i prikuplja podatke dok se priprema tlo, saditi, prska, sije ili

56

žanje. StarFire 3000 satelitski prijamnik omogućava geografsko određivanje mjesta na kojima

se radi u polju. (Slika 39.).

Slika 39. Desktop Software i Green Star

1. Farm Management sustav: Desktop software pomaže pri analizi i optimiziranju

poslovanja. Dodatnu vrijednost dobiva se ne samo pri planiranju budućih radova u polju,

nego i mogućnosti kreiranja izvješća za prodaju ili izvješća zakonskim tijelima, samo

pritiskom na tipku. To znači manje administracije i više vremena za fokusiranje na ono što je

važno.

2. Planiranje radova: tijekom cijele godine mogu se unaprijed planirati vlastiti poslovi.

Rezultat je manje vremena potrebnog za pripremu, te potpuno prikupljanje podataka. Pomoću

toga i desktop softwarea izrađuju se recepture količina gnojiva, zaštitnog sredstva ili sjemena

za primjenu u budućim radovima, uzimajući u obzir kartu hranivih vrijednosti tla, i/ili kartu

prinosa za optimiziranje iskorištenja hranivih tvari.

3. Primjena u polju: posao definira zadatak koji se treba obaviti u polju. Podešavanja stroja i

oprema unaprijed su određena, kao i detaljne informacije o samom zadatku, kao što je

primjerice količina apliciranja zaštitnog sredstva.

4. Snimanje podataka: podatci se snimaju posebno za svako polje/parcelu. U ovisnosti o vrsti

posla, tijekom rada dobivaju se karte primjene i karte prinosa koje se mogu prebaciti nazad na

uredsko računalo.

57

Mogu se podesiti i urediti poslovi prije nego se pošalje rukovatelj van, kao i mijenjati i

kopirati poslove po potrebi. S uključenom značajkom bilješki, mogu se dodavati i informacije

o specifičnim zahtjevima klijenta.

Job Extended automatski snima sve podatke o postavkama, vremenu provedenom u

transportu, praznom hodu ili radu koji su potrebni.

Kada je posao završen, odmah se mogu ispisati zbirni podatci. Ako se koristi Desktop

software, Job Extended također omogućava potpunu analizu čitavog posla. (slika 40.).

Slika 40. Displeji su nužan uvjet za izvršavanje aplikacija preciznog poljodjelstva

4.1.1.8. GPS antene

GPS uređaj za vođenje po pravcu besplatnog EGNOS signala, mogućnosti

podešavanja bilo koje radne širine, točnost 15 - 20 cm - pogodnosti za prskanje, gnojidbu i

obradu tla, dodirni zaslon 7" (17,18 cm), grafički prikaz integriranih LED dioda, FLAGING -

postavljanje određenih pozicija i pronalazak istih, obilježavanje rubova parcela i mjerenje

58

površine, integrirani DGPS prijemnik, vizualno i akustično upozorenje na uvratinama,

jednostavna montaža na staklo pomoću gume vakum - diska, memoriranje radnih naloga,

razne strategije vožnje: A-B modus, kontour modus, kružna vožnja, A+ kutna vožnja, GPS

antena sa magnetnom nogom, kabel za antenu i napajanje strujom. (slika 41.).

Slika 41. Uređaj za vođenje CLAAS GPS PILOT TS

Hidrauličko upravljanje u radu pomoću GPS – a služi za automatizaciju upravljanja

vozilom - autopilot. Sustav se sastoji od hidrauličnog bloka za upravljanje upravljačem

traktora. Uz taj blok ugrađuju se i ventili za sprječavanje okretanja upravljača tijekom vožnje

u uključenom modu autopilota te sustav sadrži pripadajuća crijeva i modul upravljanja. Ovaj

sustav radi s GPS antenom te se može postavljati samo na traktore s hidrauličkim volanom.

GPS radi tako da pronalazi 4 ili više satelita te koristi njihovu informaciju za

dobivanje pozicije točnosti 2-3 metra. Pošto postoji greška pri obradi GPS podataka, GPS

također prati diferencijalno ispravljanje i koristi ga da dobije točnost pozicije na manje od 1

metra. Kada je GPS ispravno postavljen na neko vozilo, satelit šalje kodiranu informaciju

anteni u specijalnoj frekvenciji koja omogućuje prijemniku da izračuna udaljenost do svakog

satelita. GPS je u stvari vremenski sustav. Udaljenosti se izračunavaju mjerenjem koliko treba

GPS signalu da dođe do GPS antene.

59

GPS prijamnik koristi složeni algoritam za sjedinjivanje satelitskih lokacija i

udaljenosti do svakog satelita da bi izračunao geografski položaj. Korištenjem bilo koja 4 ili

više signala satelita omogućuje prijamniku stvaranje trodimenzionalnih koordinata.

Slika 42. GPS antena sa dodirnim zaslonom

GPS krovne antene načelno rade isto kao i standardni GPS, samo što koristi dvije GPS

antene te omogućava znatno više mogućnosti za razvoj opreme te ima puno veću preciznost.

Slika 43. GPS antena ugrađena na krov traktora

5. ZAKLJUČAK

Razumno upravljanje svim inputima u poljoprivredi bitno je za održivost kompleksnog

sustava. Usredotočenost na jačanje produktivnosti u kombinaciji s ukupnom nebrigom za

pravilno upravljanje inputima i bez obzira na ekološke utjecaje, dovelo je do degradacije

okoliša.

60

Jedina alternativa preostala za poboljšanje produktivnosti u održivom načinu sa

ograničenim prirodnim resursima na raspolaganju, bez ikakvih štetnih posljedica je

maksimalizirati učinkovitost korištenja resursa. Vrijeme je da se iskoriste svi dostupni

moderni alati koji donosi informacijska tehnologija i poljoprivredna znanost za poboljšanje

gospodarski i ekološki održive proizvodnje hrane.

Aktivno GIS tržište rezultiralo je nižim cijenama i neprestanim poboljšanjima

hardwarskih i softwarskih komponenata GIS-a.

Upotreba računalnih programa za GIS i prostorne podatke trebala bi dovesti do boljeg

upravljanja informacijama, kvalitetnijih analiza, mogućnosti izrade scenarija i povećanja

efikasnosti projekta.

Učinkovitije korištenje takvih unosa označava i veće prinose i kvalitet uz smanjenje

zagađenja okoliša. Pokazalo se teškim utvrditi troškovne prednosti i koristi upravljanja

preciznom poljoprivredom. Danas su mnoge korištene tehnologije u svojoj početnoj, ranoj

fazi te je cijenu opreme i usluga teško smanjiti. Precizna poljoprivreda može se pozabaviti i s

gospodarskim, ekonomskim pitanjima i s pitanjima okoliša.

6. POPIS LITERATURE

1. Astrand B, Baerveldt A. (2002.): An Agricultural Mobile Robot with Vision-Based

Perception for Mechanical Weed Control, Autonomous Robots, vol. 13, pages 21-35.

2. Bak T, Jakobsen H. (2004.): Agricultural Robotic Platform with Four Wheel

61

Steering for Weed Detection, Biosystems Engineering, vol. 87 (Issue 2), pages 125–

136.

3. Brkić D., Vujčić M., Šumanovac L., Lukač P., Kiš D., Jurić T., Knežević D. (2005.):

Eksploatacija poljoprivrednih strojeva, Poljoprivredni fakultet, Osijek.

4. Gobor Z. (2006.): Mehanička eliminacija korova u zoni između biljaka u redu kod

okopavina primenom robotskih sistema, Savremena poljoprivredna tehnika, vol. 32 br.

1-2, pages 63-70.

5. Hanna H.M., Melvin S.W., Pope, R.O. (1995.): Tillage implement operational

effects on residue cover. In: Appl. Engng Agric., 1995, vol. 11, pages 205-210.

6. Húska J. (1983.): Biologická inventarizácia hlavných poľnohospodárských plodín.

Metodiky pro zavádení výsledku výskumu do praxe. Nitra: ÚVTIZ, 1983, 41 s.

7. John E. Harmon, Steven J. Anderson (2003.): The Design and Implementation of

Geographic Information Systems, John Wiley & Sons.

8. Jugoslavensko naučno društvo za poljoprivrednu tehniku, (2008.): Savremena

poljoprivredna tehnika, vol. 34, br. 3-4.

9. Jurišić M., Plaščak I. (2009.): Geoinformacijski sustavi GIS u poljoprivredi i zaštiti

okoliša, Udžbenik, Poljoprivredni fakultet, Osijek.

10. Kise M, Zhang Q, Rovira M. F. (2005.): A Stereovision-based Crop Row Detection

Method for Tractor-automated Guidance, Biosystems Engineering, vol. 90 (Issue 4),

pages 357–367.

11. Søgaard H. T, Olsen H. J. (2003.): Determination of crop rows by image analysis

without segmentation. Computers and Electronics in Agriculture, vol. 38 (Issue 2),

pages 141–158.

12. Van Zuydam R.P. (1999.): A driver’s steering aid for an agricultural implement,

based on an electronic map and Real Time Kinematic DGPS, Computers and

Electronics in Agriculture, vol. 24 (Issue 3), pages 153–163.

13. Zinkevičius R.: Influence of soil sampling for precision fertilizing, Agronomy

Agronomy Research 6 (Special issue), 423–429, Lithuanian University of Agriculture,

Kaunas, 2008.

14. http://www.ec.europa.eu/environment/water/water-nitrates/report.html

62

15. http://www.johndeere.com/hr/

16. http://www.claas.com/de/

17. http://www.agrometius.com/

18. http://www.lechrer.com/

19. http://www.precisionagriculture.com/

20. http://www.plantsprotecting.com/

21. http://www.wikipedia.com/hr/GPS/GIS/

7. SAŽETAK

Zadaća diplomskog rada je utvrditi sve važnije parametre pri zaštiti bilja, a vezane za

primjenu GIS u sustavu precizne poljoprivrede. Iz utvrđene pozicije pomoću GPS i

izmjerenog prinosa, računalo pomoću odgovarajućeg software-a izrađuje točno kartu prinosa,

63

koja je polazni materijal za izračunavanje potreba inputa u slijedećoj godini. Karta osim

potrebnog sjemena, mineralnih i organskih gnojiva te zaštitnih sredstava može sadržavati i

podatke o analizi tla, te može sama dozirati potrebne količine istih. Prednosti kod toga nisu

samo za poljoprivrednika, koji će utrošiti znatno manje sredstava za proizvodnju (sjemena,

gnojiva i zaštitnih sredstava). Ovakve napredne tehnologije i tehnika u tom kontekstu, biti će

korisna i za okoliš, odnosno u funkciji proizvodnje zdrave hrane.

Ključne riječi: Geoinformacijski sustavi, Zaštita bilja, Precizna poljoprivreda, GPS.

8. SUMMARY

The task of the thesis is to determine all the important parameters of the Plant

Protection Act, and related to the application of GIS in the system of precision agriculture.

From the set position using GPS and measured yield, a computer with appropriate software

64

creates accurate map of yield, which is the starting material for the calculation needs inputs in

the following year. Map in addition to the seeds, mineral and organic fertilizers and pesticides

may also contain information about the analysis of the soil, and can itself dose required

amount thereof. Advantages of this are not just for farmers, who will spend much less the

means of production (seeds, fertilizers and pesticides). These advanced technologies and

techniques in this context, it will be beneficial for the environment, or the function of healthy

food.

Keywords: Geographic Information Systems, Pest Management, Precision Agriculture, GPS.

9. POPIS TABLICA

Tablica 1. Odnos eksploatacijskih parametara pri radu stroja u pojedinačnim prohodima i združenih agregata (pokazatelji na bazi traktora od 120 kW) …………………....38

Tablica 2. Preciznost GIS sustava ovisno o aktivnostima……………………………………39

65

Tablica 3. Označavanje mlaznica po boji prema standardu ISO 10625……………………...48

Tablica 4. Prikaz podjele kapi s obzirom na srednji volumni promjer……………………….52

10. POPIS SLIKA

Slika 1. Komponente GIS-a…………………………………………………………………………….4

Slika 2. Integracija baze podataka i CAD sustava u GIS……………………………………………....5

66

Slika 3. Tematski slojevi pri izradi GIS-a………………………………………………………….......7

Slika 4. Povezivanje različitih tipova podataka GIS-om…………………………………………........8

Slika 5. Prikazuje odnos utjecaja pojedinih elemenata na GIS……………………………….12

Slika 6. Zemljine sfere………………………………………………………………………..14

Slika 7. Putanje satelita u zemljinoj orbiti…………………………………………………………….16

Slika 8. Primjeri GPS prijamnika u pomorstvu, taksiju, te integrirani u mob. telefonima…...17

Slika 9. Zamišljena sfera jednog satelita……………………………………………………..18

Slika 10. Zamišljena sfera dvaju satelita……………………………………………………..19

Slika 11. Zamišljena sfera triju satelita……………………………………………………....20

Slika 12. Dijagram i slika prikazuje četvrti satelit, sferu (p4), (d4) i (da)…………………...21

Slika 13. Usporedba GPS, GLONASS, Galileo i Compass (u srednjoj Zemljinoj orbiti); satelitski navigacijski sustav kruži s Međunarodne svemirske postaje…………....22

Slika 14. Fizikalni princip daljinskog istraživanja…………………………………………..23

Slika 15. Slike koje prikazuju nestajanje jezera Chad u Africi 1973.-2001………………....27

Slika 16. Povezanost u preciznoj poljoprivredi……………………………………………...31

Slika 17. Načela precizne poljoprivrede u prikupljanju podataka, obradi, primjeni i dokumentaciji……………………………………………………………………...32

Slika 18. Prikaz geoprostorne tehnologije gospodarenja u preciznoj poljoprivredi………....33

Slika 19. Simboličan prikaz preglednosti u preciznoj poljoprivredi………………………...34

Slika 20. Pristup izradi karata u zaštiti bilja………………………………………………....35

Slika 21. Daljinsko očitavanje stresa biljaka u preciznoj poljoprivredi……………………..36

Slika 22. Prikaz karte raspodijele korova preletom bespilotne letjelice……………………..41

Slika 23. Prikaz daljinskih mjerenja uz upotrebu karata za zaštitu bilja…………………….42

Slika 24. Stroj za zaštitu bilja………………………………………………………………...43

Slika 25. Zaštita bilja………………………………………………………………………....45

Slika 26. Prskalica za zaštitu bilja u radu…………………………………………………....46

Slika 27. Mlaznica sa objašnjenjima pojedinih oznaka……………………………………...47

67

Slika 28. Prikaz pričvršćivanja više mlaznica na jednom izlazu prema tzv. „bajonet“ sustavu………………………………………………………….......48

Slika 29. Materijali za izradu mlaznica - s lijeva na desno: mesing, nehrđajući čelik, polimer, silicijski karbid (keramika)…………………………………………….....49

Slika 30. Lepezasti mlaz…………………………………………………………………......49

Slika 31. Anti – drift mlaznica……………………………………………………………....50

Slika 32. Mlaznica Lechler ID 120-03C (lijevo) i mlaznica Lechler IDK 120-03 (desno)....51

Slika 33. Prikaz srednje volumnog promjera………………………………………………..52

Slika 34. Teoretska i stvarna širina prskanja………………………………………………..53

Slika 35. Utjecaj tlaka na kut i širinu prskanja……………………………………………...53

Slika 36. Apliciranje promjenjivom količinom……………………………………………..54

Slika 37. Primjena i način rada senzora u zaštiti bilja……………………………………....55

Slika 38. Senzori za zaštitu bilja ugrađeni na prednjem dijelu traktora…………………….56

Slika 39. Desktop Software i Green Star…………………………………………………..57

Slika 40. Displeji su nužan uvjet za izvršavanje aplikacija preciznog poljodjelstva……….58

Slika 41. Uređaj za vođenje CLAAS GPS PILOT TS……………………………………...59

Slika 42. GPS antena sa dodirnim zaslonom………………………………………………..60

Slika 43. GPS antena ugrađena na krov traktora…………………………………………...60

TEMELJNA DOKUMENTACIJSKA KARTICA

Sveučilište Josipa Jurja Strossmayera u Osijeku Diplomski rad Poljoprivredni fakultet u Osijeku Sveučilišni diplomski studij, smjer Mehanizacija

Primjena geoinformacijskih sustava i precizne poljoprivrede pri zaštiti bilja

68

Ivan Rajković

Sažetak:

Zadaća diplomskog rada je utvrditi sve važnije parametre pri zaštiti bilja, a vezane za

primjenu GIS u sustavu precizne poljoprivrede. Iz utvrđene pozicije pomoću GPS i

izmjerenog prinosa, računalo pomoću odgovarajućeg software-a izrađuje točno kartu prinosa,

koja je polazni materijal za izračunavanje potreba inputa u slijedećoj godini. Karta osim

potrebnog sjemena, mineralnih i organskih gnojiva te zaštitnih sredstava može sadržavati i

podatke o analizi tla, te može sama dozirati potrebne količine istih. Prednosti kod toga nisu

samo za poljoprivrednika, koji će utrošiti znatno manje sredstava za proizvodnju (sjemena,

gnojiva i zaštitnih sredstava). Ovakve napredne tehnologije i tehnika u tom kontekstu, biti će

korisna i za okoliš, odnosno u funkciji proizvodnje zdrave hrane.

Rad je izrađen pri: Poljoprivredni fakultet u Osijeku Mentor: prof. dr. sc. Mladen Jurišić Broj stranica: 70Broj grafikona i slika: 43Broj tablica: 4Broj literaturnih navoda: 21Jezik izvornika: hrvatski

Ključne riječi: Geoinformacijski sustavi, Zaštita bilja, Precizna poljoprivreda, GPS.

Datum obrane:

Stručno povjerenstvo za obranu: 1. prof. dr. sc. Đuro Banaj, predsjednik2. prof. dr. sc. Mladen Jurišić, mentor3. dr. sc. Ivan Plaščak, član Rad je pohranjen u: Knjižnica Poljoprivrednog fakulteta u Osijeku, Sveučilištu u Osijeku, Kralja Petra Svačića 1d.

BASIC DOCUMENTATION CARD

Josip Juraj Strossmayer University of Osijek Graduate thesis Faculty of Agriculture University Graduate Studies, Plant production, course Mechanization

69

Application of GIS systems and precision agriculture to protect crops

Ivan Rajković

Abstract:

The task of the thesis is to determine all the important parameters of the Plant

Protection Act, and related to the application of GIS in the system of precision agriculture.

From the set position using GPS and measured yield, a computer with appropriate software

creates accurate map of yield, which is the starting material for the calculation needs inputs in

the following year. Map in addition to the seeds, mineral and organic fertilizers and pesticides

may also contain information about the analysis of the soil, and can itself dose required

amount thereof. Advantages of this are not just for farmers, who will spend much less the

means of production (seeds, fertilizers and pesticides). These advanced technologies and

techniques in this context, it will be beneficial for the environment, or the function of healthy

food.

Thesis performed at: Faculty of Agriculture in Osijek Mentor: prof. dr. sc. Mladen Jurišić

Number of pages: 70Number of figures: 43Number of tables: 4 Number of references: 21Original in: Croatian

Keywords: Geographic Information Systems, Pest Management, Precision Agriculture, GPS.

Thesis defended on date:

Reviewers: 1. prof. dr. sc. Đuro Banaj, president 2. prof. dr. sc. Mladen Jurišić, mentor3. dr.sc. Ivan Plaščak, member Thesis deposited at: Library, Faculty of Agriculture in Osijek, Josip Juraj Strossmayer University of Osijek, Kralja Petra Svačića 1d.

70

71

72