Подход, подробно описанный в выпуске журнала Proceedings of the National Academy of Sciences от 13 февраля, может быть использован для оценки продуктивности сельского хозяйства и тестирования стратегий вмешательства в бедных регионах мира, где данных в настоящее время крайне мало.«Повышение продуктивности сельского хозяйства станет одним из основных способов уменьшить голод и улучшить условия жизни в бедных частях мира», — сказал соавтор исследования Маршалл Берк, доцент кафедры наук о Земле Стэнфордской школы Земли. Энергия Науки об окружающей среде. «Но для повышения продуктивности сельского хозяйства мы сначала должны ее измерить, а, к сожалению, этого не делают на большинстве хозяйств по всему миру».
Спутники для наблюдения за Землей существуют уже более трех десятилетий, но большая часть снимков, которые они делают, не имеет достаточно высокого разрешения для визуализации очень небольших сельскохозяйственных полей, типичных для развивающихся стран. Однако в последнее время спутники уменьшились в размерах и стоимости при одновременном улучшении разрешения, и сегодня есть несколько компаний, конкурирующих за запуск в космос спутников размером с холодильник или коробку из-под обуви, которые делают снимки Земли с высоким разрешением.«Их можно получить там много, и все они снимают очень маленькие части земной поверхности с очень высоким разрешением», — сказал соавтор исследования Дэвид Лобелл, доцент кафедры наук о Земле. «Ни один спутник не дает вам много информации, но их группировка на самом деле означает, что вы охватываете большую часть мира с очень высоким разрешением и по очень низкой цене.
Этого у нас никогда не было даже несколько лет назад. . "В новом исследовании Берк и Лобелл намеревались проверить, достаточно ли хороши изображения, полученные со спутников новой волны, для оценки урожайности сельскохозяйственных культур. Пара сосредоточилась на районе в Западной Кении, где есть много мелких фермеров, выращивающих кукурузу или кукурузу на небольших участках площадью в полакра или в один акр. «Это была область, где уже велось много полевых работ», — сказал Лобелл. «Это был идеальный сайт для проверки нашего подхода».Ученые сравнили два разных метода оценки урожайности сельского хозяйства с использованием спутниковых снимков. Первый подход включал «наземную проверку» или проведение наземных исследований для проверки точности оценок урожайности, рассчитанных с использованием спутниковых данных, предоставленных компанией Terra Bella.
Для этой части исследования Берк и его полевая команда потратили недели, проводя со своим персоналом опросы по домам, разговаривая с фермерами и собирая информацию об отдельных фермах.«Мы получаем много отличных данных, но это невероятно затратно по времени и довольно дорого, а это означает, что мы можем опросить не более тысячи или около того фермеров за одну кампанию», — сказал Берк. «Если вы хотите расширить масштабы нашей деятельности, вам не нужно вспоминать данные наземных исследований по всему миру».По этой причине команда также протестировала альтернативный «неоткалиброванный» подход, который не зависел от данных наземной съемки для прогнозирования. Вместо этого он использует компьютерную модель роста сельскохозяйственных культур, а также информацию о местных погодных условиях, чтобы помочь интерпретировать спутниковые снимки и спрогнозировать урожайность.
«Простое объединение изображений с компьютерными моделями сельскохозяйственных культур позволяет нам делать удивительно точные прогнозы, основанные только на изображениях, фактической продуктивности поля», — сказал Берк.У исследователей есть планы расширить свой проект и протестировать свой подход в большей части Африки. «Мы стремимся делать точные сезонные прогнозы продуктивности сельского хозяйства для каждого уголка Африки к югу от Сахары», — сказал Берк. «Мы надеемся, что этот подход, который мы разработали с использованием спутников, может позволить сделать огромный скачок в нашей способности понимать и повышать продуктивность сельского хозяйства в бедных частях мира».
Лобелл также является заместителем директора Стэнфордского центра продовольственной безопасности и окружающей среды и старшим научным сотрудником Стэнфордского Вудского института окружающей среды.