Nông nghiệp Việt Nam hiện nay đang gặp phải nhiều khó khăn như sản xuất nhỏ lẻ, phân tán; ảnh hưởng do biến đổi khí hậu; môi trường và dịch bệnh; đầu ra cho nông sản gặp khó khăn; hợp tác Quốc tế chưa có nhiều đột phá. 

Nhằm dần tháo gỡ những khó khăn này, nông nghiệp công nghệ cao đang là hướng đi mở ra nhiều cơ hội đối với nông nghiệp Việt Nam, đặc biệt phục vụ cho nhu cầu xuất khẩu. Sự ra đời và phát triển nhanh chóng của GIS (hệ thống thông tin địa lý) cho phép các nhà quản lý nông nghiệp thực hiện các chiến lược phát triển một cách hiệu quả.

Hệ thống thông tin địa lý (GIS) là công cụ hỗ trợ đưa ra các quyết định bằng cách trực quan hóa dữ liệu và thực hiện các bài toán phân tích địa lý. Hiện nay, ứng dụng GIS trong sản xuất nông nghiệp đặc biệt là nông nghiệp công nghệ cao ngày càng phổ biến. Các nhà quản lý, đầu tư hoạt động trong lĩnh vực nông nghiệp thực phẩm thường xuyên sử dụng giải pháp GIS để tăng lợi nhuận ngắn hạn và thực hiện các mục tiêu dài hạn về phát triển bền vững.

Vai trò của GIS trong nông nghiệp là gì? 

Ứng dụng GIS có thể nói là bước đột phá trong phát triển ngành nông nghiệp. Việc sử dụng GIS trong nông nghiệp cho phép nông dân lập bản đồ dữ liệu thực địa, tổ chức và phân tích dữ liệu cũng như giám sát cây trồng từ xa. Dữ liệu GIS hỗ trợ nghiên cứu đất đai, mùa màng, tưới tiêu, sâu bệnh, thiên tai…giúp người nông dân phát triển mùa vụ năng suất cao, giúp nhà nước quản lý an ninh lương thực, an toàn vệ sinh thực phẩm và dễ dàng truy xuất nguồn gốc.

GPS, robot, máy bay không người lái và vệ tinh giám sát đều góp phần tự động hóa quá trình sản xuất nông nghiệp. Những công nghệ này làm nền tảng cho việc thu thập dữ liệu GIS. Bằng cách trực quan hóa dữ liệu, GIS giúp nông dân tìm ra xu hướng xây dựng mô hình trồng trọt, chăn nuôi hiệu quả, phát hiện những thay đổi trong quá trình canh tác và nhanh chóng giải quyết các vấn đề.

GIS cải thiện nông nghiệp như thế nào?

Với GIS, nông dân có thể tối đa hóa tiềm năng đất đai, tăng năng suất và tiết kiệm tài chính, giảm tác động đến môi trường.

Nền nông nghiệp Việt Nam hiện nay đã dần xóa bỏ sản xuất manh mún, nhỏ lẻ, chuyển sang canh tác tập trung, quy mô nông trại. Với những nông trại có diện tích lớn, việc duy trì một vụ mùa năng suất đòi hỏi người nông dân phải thường xuyên thăm nom cây trồng, nhanh chóng phát hiện và giải quyết vấn đề. Đây là lý do tại sao khả năng đánh giá của GIS một cách liên tục và đa dạng về các mối đe dọa tới quy trình sản xuất nông nghiệp lại quan trọng như vậy.

GIS thu thập và xử lý dữ liệu nông nghiệp như thế nào?

Để xử lý khối lượng dữ liệu GIS thu thập được, cần phải có hệ thống phần cứng và phần mềm. Bất kỳ thiết bị nào, từ máy tính đến các thiết bị phức tạp hơn như vệ tinh hoặc máy bay không người lái, đều có thể coi là thiết bị phần cứng trong công nghệ GIS. Phần mềm GIS sử dụng công cụ bản đồ để hiển thị dữ liệu không gian. Dữ liệu GIS sau khi được xử lý sẽ được thể hiện dưới dạng bản đồ với các thông tin thuộc tính như tên, vị trí, loại cây trồng, địa hình, loại đất và độ phì nhiêu của đất… Vậy dữ liệu nông nghiệp GIS từ đâu mà có và cách xử lý dữ liệu đó như thế nào?

Viễn thám

Viễn thám là hoạt động nghiên cứu, đo đạc, thu thập, nghiên cứu, xử lý thông tin các đối tượng trên bề mặt trái đất và khí quyển thông qua các hình ảnh chụp từ vệ tinh mà không cần trực tiếp đến hiện trường.

Viễn thám đã phát triển trong suốt hơn một thế kỷ, bắt đầu từ việc sử dụng kính viễn vọng và máy ảnh cho đến các công nghệ tiên tiến như RADAR, LIDAR và đo đạc vệ tinh. Các dữ liệu thu thập được từ viễn thám là nguồn “nguyên liệu” cho GIS phân tích, xử lý phục vụ hoạt động nông nghiệp. Khi nói đến dữ liệu viễn thám mặt đất thu được từ không gian có độ phân giải không gian trung bình không thể không nhắc đến Landsat. Landsat 8 là vệ tinh quan sát quay quanh Trái đất 16 ngày một lần. Nó ghi lại chín dải ánh sáng nhìn thấy được giúp đánh giá sức khỏe cây trồng, hàm lượng chất dinh dưỡng, sự xâm nhập của côn trùng hoặc độ ẩm đất. Landsat 8 thu được cả ánh sáng nhìn thấy và không nhìn thấy.

Trong nông nghiệp, công cụ GIS có nhiệm vụ trực quan hóa dữ liệu được thu dưới dạng hình ảnh kỹ thuật số để phục vụ cho các mục tiêu lớn, chẳng hạn như tưới tiêu chính xác hoặc xác định bệnh cây trồng. Ngoài Landsat 8, các công ty tư nhân ngày càng tung ra các vệ tinh nông nghiệp GIS cho các ứng dụng cụ thể, như giám sát đồng ruộng, cung cấp nước, biến động nhiệt độ, v.v.

GPS

GPS là tên viết tắt của cụm từ “Global Positioning System”, là hệ thống định vị toàn cầu, được phát triển và vận hành bởi Mỹ gồm rất nhiều vệ tinh bay trên quỹ đạo trái đất ở độ cao 20.200km.

GPS có thể hoạt động tốt trong mọi điều kiện thời tiết cũng như bất kể nơi đâu trên Trái Đất và hoàn toàn miễn phí đối với một số dịch vụ.

Tích hợp GPS và GIS cho phép nông dân thu thập dữ liệu, bao gồm cả vị trí theo thời gian thực. Nhờ đó, các nhà sản xuất nông nghiệp có thể nâng cao hiệu quả sử dụng tài nguyên thông qua việc xác định chính xác các khu vực trong diện tích canh tác. Từ dữ liệu thu được, công nghệ GIS lập bản đồ phân tích giống cây trồng, độ cao, ranh giới cây trồng, hoạt động tưới tiêu, v.v.

Máy móc nông nghiệp

Các cảm biến tích hợp trên máy móc nông nghiệp GIS bổ sung thêm dữ liệu thu được dưới mặt đất vào kho dữ liệu vệ tinh. Các cảm biến và GPS gắn trong máy gieo hạt, hệ thống tưới tiêu thông minh và máy thu hoạch cho phép nông dân đo lường sản lượng và chất lượng cây trồng (ví dụ: độ ẩm đất, nhiệt độ không khí, hoặc mức diệp lục) theo thời gian thực tại một địa điểm cụ thể. Một số máy nông nghiệp tiên tiến có thể hoạt động tự động dựa trên dữ liệu thu thập được, trong khi những máy khác bổ sung dữ liệu cho phân tích GIS.

GIS ứng dụng cho nông nghiệp bền vững theo nhiều cách, bao gồm canh tác hữu cơ, xác định các địa điểm canh tác hiệu quả, và phân bổ đất nông nghiệp để duy trì sản xuất lương thực trong tương lai. Các tổ chức hoạt động về phát triển bền vững sử dụng GIS để:                                                                              

• giám sát nguồn cung cấp nước và dự báo hạn hán;
• ước tính và dự đoán sản lượng;
• đánh giá tác động kinh tế và môi trường do hoạt động của con người và các hiện tượng tự nhiên gây ra;
• kết hợp và phân tích dữ liệu nông nghiệp từ nhiều nguồn;
• chia sẻ dữ liệu, bản đồ giữa các cơ quan, tổ chức;
• phục vụ như một nguồn thông tin và hướng dẫn trực tuyến cho cộng đồng.

Bằng cách kết hợp quản lý ứng dụng không gian vào các chính sách và thực tiễn nông nghiệp bền vững, công nghệ GIS giúp ngành nông nghiệp đạt được năng suất, hiệu quả tốt hơn, có định hướng phát triển rõ ràng, bắt kịp xu hướng phát triển, đảm bảo an ninh lương thực. Nguồn tham khảo: https://eos.com/blog/gis-in-agriculture/