open data in agriculture by tomáš Řezník
TRANSCRIPT
Otevřená data pro zemědělství
Otevřená data pro místní a regionální rozvojKlatovy, 17. února 2016
jak můžeme pracovat efektivněji, jak můžeme pracovat rychleji
Tomáš ŘEZNÍK, Masarykova univerzita/WIRELESSINFOKarel CHARVÁT, WIRELESSINFOVojtěch LUKAS, Mendelova univerzita/WIRELESSINFOKarel CHARVÁT mladší, WIRELESSINFOŠárka HORÁKOVÁ, WIRELESSINFOMichal KEPKA, České centrum pro vědu a společnost
w w w . f o o d i e - p r o j e c t . e u
Grant agreement no: 621074
CIP-ICT-PSP-2013-7 Pilot Type B
2www.foodie-project.eu
Obsah
1. Představení projektu
2. Jednotný datový model FOODIE
3. Český portál FOODIE zblízka
4. Závěr
3www.foodie-project.eu
Farm-Oriented Open Data in Europe
http://foodie-project.eu/
2014 – 2017, financováno v rámci Competitiveness and innovation framework programme (CIP)
rozpočet 6 milionů €, 3 miliony € příspěvek od EU
12 projektových partnerů
7 evropských zemí• Česká republika
• Itálie
• Lotyšsko
• Polsko
• Rakousko
• Španělsko
• Turecko
O projektu
Adopted from: http://lumdimsum.com
4www.foodie-project.eu
Jedna platforma obsahující (zpracovaná) data
• plánování výnosů
• monitoring produkce, výstrahy a analýzy
• management dotací
• sledování zatížení životního prostředí
Vlastnictví dat
• data farmáře jsou citlivá…
• …a jako taková musí zůstat vlastnictvím farmáře
Modularita a integrace
• přizpůsobitelná a rozšiřitelná platforma
• integrace do software farmáře, který užívá jen jedinou aplikaci
Uživatelské požadavky
5www.foodie-project.eu
Jednotný datový model FOODIE
Platformě nezávislý
Založen na více než 15 letech výzkumných i komerčních zkušeností• ekonomická, environmentální i
navigační data
V souladu s• ISO standardy série 19100• CAP IACS (Common Agricultural
Policy Integrated Administration and Control System)
• INSPIRE legislativou (2007/2/ES)
UML (projekt v prostředí Enterprise Architekt) i SQL skript
class Foodie Core Data Model
«featureType»
Agricultural and Aquaculture
Facilities Model::Holding
+ tractor :TractorType [0..*]
+ machine :MachineType [0..*]
+ name :CharacterString [0..1]
+ userId :CharacterString
«featureType»
Agricultural and Aquaculture Facilities Model::
Site
+ code :Identifier
+ name :CharacterString [0..1]
+ geometry :GM_Object
+ activity :EconomicActivityNACEValue [1..*]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
+ beginLifespanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«voidable»
+ includesAnimal :FarmAnimalSpecies [0..*]
«dataType»
Agricultural and Aquaculture Facilities Model::
FarmAnimalSpecies
«voidable»
+ livestock :LivestockSpeciesValue [0..*]
+ aquaculture :AquacultureSpeciesValue [0..*]
«featureType»
Activ ity Complex::Activ ityComplex
+ inspireId :Identifier
+ thematicId :ThematicIdentifier [0..*]
+ geometry :GM_Object
+ function :Function [1..*]
«voidable»
+ name :CharacterString [0..1]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
«voidable, l ifeCycleInfo»
+ beginLifespanVersion :DateTime
+ endLifespanVersion :DateTime [0..1]
«featureType»
Plot
+ code :Identifier
+ description :CharacterString [0..1]
+ originType :OriginTypeValue
+ geometry :GM_Object [1..*]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
+ beginLifeSpanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«featureType»
Treatment
+ quantity :Measure
+ formOfTreatment :FormOfTreatmentValue
+ treatmentPurpose :TreatmentPurposeValue [0..*]
+ treatmentDescription :CharacterString [0..1]
+ price :CharacterString [0..1]
+ motionSpeed :Measure [0..1]
+ pressure :Measure [0..1]
+ flowAdjustment :Measure [0..1]
+ applicationWidth :Measure [0..1]
+ areaDose :DoseUnit [0..1]
«codeList»
TreatmentPurposeValue
+ disease
+ ferti l ization
+ pest
+ weed
«featureType»
CropSpecies
+ cropSpecies :CropType
+ cropArea :GM_Object [1..*]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
+ production :ProductionType [0..*]
+ beginLifeSpanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«featureType»
Product
+ productCode :CharacterString [0..*]
+ productName :CharacterString [1..*]
+ productType :CharacterString
+ productSubType :CharacterString [0..*]
+ productKind :ProductKindValue
+ description :CharacterString [0..1]
+ manufacturer :CI_ResponsibleParty [1..*]
+ safetyInstructions :CharacterString [0..1]
+ storageHandling :CharacterString [0..1]
+ registrationCode :CharacterString [0..*]
+ registerUrl :URL [0..*]
+ price :CharacterString [0..1]
«dataType»
PropertyType
+ propertyName :CharacterString
+ quantitativeProperty :Measure [0..1]
+ nonQuantitativeProperty :CharacterString [0..1]
+ propertyType :PropertyTypeValue [0..1]
+ analysisDate :Date
«codeList»
ProductKindValue
+ organic
+ mineral
«dataType»
ProductionType
+ productionDate :Date
+ variety :CharacterString
+ productionAmount :Measure [0..1]
+ productionProperty :PropertyType [0..*]
«codeList»
OriginTypeValue
+ manual
+ system
«featureType»
Alert
+ code :Identifier
+ type :CharacterString [1..*]
+ description :CharacterString [0..1]
+ alertGeometry :GM_Object [1..*]
+ alertDate :Date
+ userCheck :UserCheckType [0..*]
«featureType»
Interv ention
+ type :GenericName
+ description :CharacterString
+ notes :CharacterString [0..1]
+ tractor :TractorType [0..*]
+ machine :MachineType [0..*]
+ status :CharacterString
+ price :CharacterString [0..1]
+ supervisor :CI_ResponsibleParty [0..1]
+ operator :CI_ResponsibleParty [0..*]
+ evidenceParty :CI_ResponsibleParty [1..*]
+ interventionGeometry :GM_Object [1..*]
+ creationDateTime :DateTime
+ interventionStart :DateTime
+ interventionEnd :DateTime [0..1]
«featureType»
TreatmentPlan
+ type :GenericName
+ treatmentPlanCode :CharacterString [0..1]
+ description :CharacterString
+ notes :CharacterString [0..1]
+ campaign :CampaignType [1..*]
+ treatmentPlanCreation :DateTime
«featureType»
ProductPreparation
+ productQuantity :Measure
+ solventQuantity :Measure [0..1]
+ safetyPeriod :TM_Period
«dataType»
Activ eIngredients
+ ingredientName :CharacterString
+ code :CharacterString [0..1]
+ ingredientAmount :Measure [0..1]
«codeList»
DoseUnit
+ minimumDose :Measure [0..1]
+ maximumDose :Measure [0..1]
«codeList»
FormOfTreatmentValue
+ manual
+ applicationMachine
+ aerial
«featureType»
ManagementZone
+ code :Identifier
+ soilProperty :PropertyType [0..*]
+ notes :CharacterString
+ geometry :GM_Object [1..*]
+ validFrom :DateTime [0..1]
+ validTo :DateTime [0..1]
+ beginLifeSpanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«dataType»
CropType
+ code :CharacterString [0..1]
+ name :CharacterString [1..*]
+ family :CharacterString [0..1]
+ genus :CharacterString [0..1]
+ species :CharacterString [0..1]
+ variety :CharacterString [0..1]
+ description :CharacterString [0..1]
+ notes :CharacterString [0..1]
«codeList»
PropertyTypeValue
+ electricConductivity
+ organicMatter
+ pH
+ soilTexture
+ soilType
«featureType»
SoilNutrients
+ nutrientName :GenericName
+ nutrientAmount :Measure [0..1]
+ nutrientMeasure :CharacterString [0..1]
«featureType»
ProductNutrients
+ nutrientName :GenericName
+ nutrientAmount :Measure [0..1]
+ nutrientMeasure :CharacterString [0..1]
«dataType»
UserCheckType
+ responsibleParty :CI_ResponsibleParty
+ checkedByUser :Boolean
«dataType»
MachineType
+ machineCode :CharacterString
«dataType»
TractorType
+ tractorCode :CharacterString
«dataType»
CampaignType
+ period :TM_Period [1..*]
0..*
0..1
0..*
0..*
1..*
0..*
0..*1
+contains
1..* HoldingSites
1..*
0..*
+containsPlot 1..*
HoldingPlots
+containsZone
0..*
+HoldingPlot
0..*
0..*
0..*
0..*
0..* +crop 0..*
0..*0..*
0..*
1
0..*
0..*
0..1
0..1
0..*
0..*
6www.foodie-project.eu
class Foodie Core Data Model
«featureType»
Agricultural and Aquaculture
Facilities Model::Holding
+ tractor :TractorType [0..*]
+ machine :MachineType [0..*]
+ name :CharacterString [0..1]
+ userId :CharacterString
«featureType»
Agricultural and Aquaculture Facilities Model::
Site
+ code :Identifier
+ name :CharacterString [0..1]
+ geometry :GM_Object
+ activity :EconomicActivityNACEValue [1..*]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
+ beginLifespanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«voidable»
+ includesAnimal :FarmAnimalSpecies [0..*]
«dataType»
Agricultural and Aquaculture Facilities Model::
FarmAnimalSpecies
«voidable»
+ livestock :LivestockSpeciesValue [0..*]
+ aquaculture :AquacultureSpeciesValue [0..*]
«featureType»
Activ ity Complex::Activ ityComplex
+ inspireId :Identifier
+ thematicId :ThematicIdentifier [0..*]
+ geometry :GM_Object
+ function :Function [1..*]
«voidable»
+ name :CharacterString [0..1]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
«voidable, l ifeCycleInfo»
+ beginLifespanVersion :DateTime
+ endLifespanVersion :DateTime [0..1]
«featureType»
Plot
+ code :Identifier
+ description :CharacterString [0..1]
+ originType :OriginTypeValue
+ geometry :GM_Object [1..*]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
+ beginLifeSpanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«featureType»
Treatment
+ quantity :Measure
+ formOfTreatment :FormOfTreatmentValue
+ treatmentPurpose :TreatmentPurposeValue [0..*]
+ treatmentDescription :CharacterString [0..1]
+ price :CharacterString [0..1]
+ motionSpeed :Measure [0..1]
+ pressure :Measure [0..1]
+ flowAdjustment :Measure [0..1]
+ applicationWidth :Measure [0..1]
+ areaDose :DoseUnit [0..1]
«codeList»
TreatmentPurposeValue
+ disease
+ ferti l ization
+ pest
+ weed
«featureType»
CropSpecies
+ cropSpecies :CropType
+ cropArea :GM_Object [1..*]
+ validFrom :DateTime
+ validTo :DateTime [0..1]
+ production :ProductionType [0..*]
+ beginLifeSpanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«featureType»
Product
+ productCode :CharacterString [0..*]
+ productName :CharacterString [1..*]
+ productType :CharacterString
+ productSubType :CharacterString [0..*]
+ productKind :ProductKindValue
+ description :CharacterString [0..1]
+ manufacturer :CI_ResponsibleParty [1..*]
+ safetyInstructions :CharacterString [0..1]
+ storageHandling :CharacterString [0..1]
+ registrationCode :CharacterString [0..*]
+ registerUrl :URL [0..*]
+ price :CharacterString [0..1]
«dataType»
PropertyType
+ propertyName :CharacterString
+ quantitativeProperty :Measure [0..1]
+ nonQuantitativeProperty :CharacterString [0..1]
+ propertyType :PropertyTypeValue [0..1]
+ analysisDate :Date
«codeList»
ProductKindValue
+ organic
+ mineral
«dataType»
ProductionType
+ productionDate :Date
+ variety :CharacterString
+ productionAmount :Measure [0..1]
+ productionProperty :PropertyType [0..*]
«codeList»
OriginTypeValue
+ manual
+ system
«featureType»
Alert
+ code :Identifier
+ type :CharacterString [1..*]
+ description :CharacterString [0..1]
+ alertGeometry :GM_Object [1..*]
+ alertDate :Date
+ userCheck :UserCheckType [0..*]
«featureType»
Interv ention
+ type :GenericName
+ description :CharacterString
+ notes :CharacterString [0..1]
+ tractor :TractorType [0..*]
+ machine :MachineType [0..*]
+ status :CharacterString
+ price :CharacterString [0..1]
+ supervisor :CI_ResponsibleParty [0..1]
+ operator :CI_ResponsibleParty [0..*]
+ evidenceParty :CI_ResponsibleParty [1..*]
+ interventionGeometry :GM_Object [1..*]
+ creationDateTime :DateTime
+ interventionStart :DateTime
+ interventionEnd :DateTime [0..1]
«featureType»
TreatmentPlan
+ type :GenericName
+ treatmentPlanCode :CharacterString [0..1]
+ description :CharacterString
+ notes :CharacterString [0..1]
+ campaign :CampaignType [1..*]
+ treatmentPlanCreation :DateTime
«featureType»
ProductPreparation
+ productQuantity :Measure
+ solventQuantity :Measure [0..1]
+ safetyPeriod :TM_Period
«dataType»
Activ eIngredients
+ ingredientName :CharacterString
+ code :CharacterString [0..1]
+ ingredientAmount :Measure [0..1]
«codeList»
DoseUnit
+ minimumDose :Measure [0..1]
+ maximumDose :Measure [0..1]
«codeList»
FormOfTreatmentValue
+ manual
+ applicationMachine
+ aerial
«featureType»
ManagementZone
+ code :Identifier
+ soilProperty :PropertyType [0..*]
+ notes :CharacterString
+ geometry :GM_Object [1..*]
+ validFrom :DateTime [0..1]
+ validTo :DateTime [0..1]
+ beginLifeSpanVersion :DateTime
+ endLifeSpanVersion :DateTime [0..1]
«dataType»
CropType
+ code :CharacterString [0..1]
+ name :CharacterString [1..*]
+ family :CharacterString [0..1]
+ genus :CharacterString [0..1]
+ species :CharacterString [0..1]
+ variety :CharacterString [0..1]
+ description :CharacterString [0..1]
+ notes :CharacterString [0..1]
«codeList»
PropertyTypeValue
+ electricConductivity
+ organicMatter
+ pH
+ soilTexture
+ soilType
«featureType»
SoilNutrients
+ nutrientName :GenericName
+ nutrientAmount :Measure [0..1]
+ nutrientMeasure :CharacterString [0..1]
«featureType»
ProductNutrients
+ nutrientName :GenericName
+ nutrientAmount :Measure [0..1]
+ nutrientMeasure :CharacterString [0..1]
«dataType»
UserCheckType
+ responsibleParty :CI_ResponsibleParty
+ checkedByUser :Boolean
«dataType»
MachineType
+ machineCode :CharacterString
«dataType»
TractorType
+ tractorCode :CharacterString
«dataType»
CampaignType
+ period :TM_Period [1..*]
0..*
0..1
0..*
0..*
1..*
0..*
0..*1
+contains
1..* HoldingSites
1..*
0..*
+containsPlot 1..*
HoldingPlots
+containsZone
0..*
+HoldingPlot
0..*
0..*
0..*
0..*
0..* +crop 0..*
0..*0..*
0..*
1
0..*
0..*
0..1
0..1
0..*
0..*
Atributy intervence Hodnota
Typ zásahu aplikace herbicidu
Status probíhající
Začátek intervence 2015-04-22
Zodpovědná osoba Já První, senior manager, klapka 7435
Množství přípravku 70 litrů
Aplikační šířka 25 metrů
Způsob aplikace Aplikační stroj
Prostředek Roundup®
… …
Atributy produktu Hodnota
Kód 01475200
Název Roundup®
Typ herbicid
Výrobce MONSANTO®
URL na registr http://agro-register.cz/?1475
Bezpečnostní instrukce Oční kontakt: na základě toxikologických studií může způsobit bolest očí, jejich zarudnutí a slzení.…
Jednotný datový model FOODIE
7www.foodie-project.eu
http://foodie-data.wirelessinfo.cz
Jednotný portál s ucelenými daty o zemědělství
• otevřená i chráněná data, která je obtížné propojovat
• základem je jednotný datový model FOODIE
Webové služby
• interoperabilní: založené na specifikacích OGC (Open GeospatialConsortium) a dalších standardech
• rychlé: založené na „IT best practices“ jako například JSON
Český portál FOODIE
9www.foodie-project.eu
OpenStreetMap využito také jako mapového podkladu pro telemetrická data
Podkladová mapa
Spotřeba l/h
11
Testovací farma
• Tršická zemědělská a.s.
• přibližně 1284 hektarů
• monitorováno 9 traktorů
• 23 přípojných zařízení
• sběr dat od března 2015
13www.foodie-project.eu
Webová služba OGC (Open Geospatial Consortium) na Katastr nemovitostí ČR
• OGC WMS (Web Map Service) pro prohlížení dat
• OGC WFS (Web Feature Service) pro stažení dat
Digitální katastr nemovitostí
14www.foodie-project.eu
Data evropského (družicového) programu
• celá EU, prostorové rozlišení 25 metrů
Digitální model reliéfu
15www.foodie-project.eu
Souvislost s (potenciálním) znečištěním vod
Nitrátová směrnice EU
• 50% dusíku se do půdy dostává ze zemědělství
• ochranné pásmo 25 metrů, resp. 50 metrů od vodních toků a ploch
Vodstvo
16www.foodie-project.eu
GIS Ministerstva zemědělství pro evidenci využití zemědělské půdy
• včetně dotací (zákonná evidence použití hnojiv, pastvy, přípravků,… )
Registr půdy (LPIS)
17www.foodie-project.eu
Jednotlivé plodiny z agronomické evidence
• nelze z LPIS – obsahuje data pouze dobrovolně a na úrovni parcel
Plodiny na půdních blocích
19www.foodie-project.eu
Interpretované snímky Landsatu 8 (Sentinel 2)
NDVI (Normalized Difference Vegetation Index)
• Jednoduchý indikátor stavu vegetace (fotosyntetická aktivní radiace)
• 𝑁𝐷𝑉𝐼 =(𝑏𝑙í𝑧𝑘é 𝑖𝑛𝑓𝑟𝑎č𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛é 𝑝á𝑠𝑚𝑜 − 𝑣𝑖𝑑𝑖𝑡𝑒𝑙𝑛é 𝑠𝑝𝑒𝑘𝑡𝑟𝑢𝑚)
(𝑏𝑙í𝑧𝑘é 𝑖𝑛𝑓𝑟𝑎č𝑒𝑟𝑣𝑒𝑛é 𝑝á𝑠𝑚𝑜+ 𝑣𝑖𝑑𝑖𝑡𝑒𝑙𝑛é 𝑠𝑝𝑒𝑘𝑡𝑟𝑢𝑚)
Satelitní snímky
Obrázek převzat z: http://earthobservatory.nasa.gov/Features/MeasuringVegetation/measuring_vegetation_2.php
žádná vegetace
bujná vegetacevegetace ve stresu
20www.foodie-project.eu
Ukázka dat NDVI na portálu
Stanovení variability pozemků (výnosový potenciál, produkční zóny)
• Výnosy nejsou uniformní v rámci pozemků
• Procentuální kategorizace (oblasti podprůměrného/nadprůměrného výnosu)
• Ideálně z historie výnosových dat; alternativa DPZ
Využití
- Plánování hnojení (rozložení normativní dávky)
- Zpracování půdy (organická hmota)
- Ekonomické hodnocení (intenzita hospodaření)
21www.foodie-project.eu
Odhadovaná výnosnost v rámci daného pole (podprůměrné, průměrné, nadprůměrné hodnoty)
Výnosový potenciál
22www.foodie-project.eu
Český portál FOODIE nabízí nejen
• každodenní datovou podporu pro zemědělce, veřejnou správu a samosprávu, environmentální organizace i občany
• data ekonomická, environmentální a navigační
otevřená data zdarma
specifická data „na míru“
propojení s ekonomickými systémy včetně vytváření podkladů pro dotace
• zemědělské telemetrické úlohy
Český FOODIE portál připravuje
• další zpracování satelitních dat (více – nejen – vegetačních indexů)
• rozšíření aplikační logiky (například analýzy dat)
• …
Závěrem
Miguel Ángel Esbrí
Atos Spain, S.A.
C/ Albarracín, 25 - 28037 Madrid (Spain)
Email: [email protected]
Partners
www.foodie-project.eu
Coordinator’s Contact
This project is partially funded under the ICT Policy Support Programme (ICT PSP) as part ofthe Competitiveness and Innovation Framework Programme by the European Commissionunder grant agreement no. 621074
AŤ SE VÁM DAŘÍ!