AKTIVNOSTI CENTRA ZA GEOINFORMACIONE TEHNOLOGIJE I SISTEME

U oblasti poljoprivrede

Prof dr Dušan Petrovački Prof dr Miro GovedaricaFakultet tehničkih nauka, Novi SadCentar za geoinformacione tehnologije i sisteme

Univerzitet u Novom Sadu

• Osnovan 28. juna 1960. godine (Novi Sad, Subotica, Zrenjanin, Sombor)

Univerzitet u Novom Sadu

• Sastoji se od 14 fakulteta i 2 istraživačka instituta:– Filozofski fakultet u Novom Sadu (1954.)– Poljoprivredni fakultet u Novom Sadu (1954.)– Pravni fakultet u Novom Sadu (1959.)– Tehnološki fakultet u Novom Sadu (1959.) – Ekonomski fakultet u Subotici (1960.)– Fakultet tehničkih nauka u Novom Sadu (1960.)– Medicinski fakultet u Novom Sadu (1960.)– Prirodno-matematički fakultet u Novom Sadu (1969.)– Akademija umetnosti u Novom Sadu (1974.)– Građevinski fakultet u Subotici (1974.)– Tehnički fakultet “Mihajlo Pupin” u Zrenjaninu (1974.)– Fakultet sporta i fizičke kulture u Novom Sadu (1974.)– Pedagoški fakultet u Somboru (1993.)– Učiteljski fakultet na mađarskom nastavnom jeziku u Subotici (2006.)– Istraživačko-razvojni institut za nizijsko šumarstvo i životnu sredinu– Istraživačko-razvojni institut za prehrambene tehnologije

Fakultet tehničkih nauka

• Drugi odseci:− Saobraćaj (osnovan 1979. godine)− Arhitektura (1996)− Industrijsko inženjerstvo i

menadžment (1999)− Inženjerstvo zaštite životne sredine

(1999)− Grafičko inženjerstvo i dizajn (1999)− Mehatronika (2002)− Geodezija i geomatika (2007)

• Osnovan kao Mašinski fakultet 1960.• 1974. Formirani odseci za

Elektrotehniku i Građevinarstvo- menja ime u FTN

Fakultet tehničkih naukaCentar za geoinformacione tehnologije

Tehnološko-organizaciona šema

• Osnovan 2003. godine u okviru Fakulteta tehničkih nauka u Novom Sadu

• GITIS centar je podeljen u četiri organizacione celine• Kontrolni centar mreže permanentnih GPS stanica Vojvodine• Laboratorija za akviziciju, obradu i prezentaciju prostornih podataka• Laboratoriju za dubinsku detekciju• Centar za realizaciju GIS

Centar za geoinformacione tehnologije i sisteme

GITIS

Opremljenost centra

• Nove i savremene laboratorije, formirane u saradnji sa renomiranim svetskim kompanijama iz oblasti: IBM, Cisco Systems, Allied Telesyn, Micronas, ABB, Philips, Sagem, OpenWave, AOL, Cirrus Logic, Danfoss, Nivelco, Feedback, Siemens, Leica, Trimble, Schneider Electric.

• Računarske učionice

• Software (LPS, Photomod, Microstation, Erdas Imagine)

• Mreža permanentnih GPS stanica APOS-NS

• Specijalizovana merna oprema - Georadar.

• Geodetska oprema

Projekti• AKVIZICIJA PODATAKA PRIMENOM GPS

• IZGRADNJA GIS I PORTAL APLIKACIJE

• OBRADA I PRIMENA SATELITSKIH SNIMAKA

• SAVETODAVNA SLUŽBA

• PODRŠKA PROGNOZNOJ SLUŽBI

AKVIZICIJA PODATAKA PRIMENOM GPS

• Mreža permanentnih stanica• Primena u preciznoj poljoprivredi

>FAZA I

decembar 2003.

>FAZA II

oktobar-decembar 2004.

>FAZA III

januar 2005.

>FAZA IV

februar-april 2005.

>FAZA V

oktobar 2005.

>FAZA VI

novembar 2005.

gpsweb.uns.ac.rs

APOS-NS – trenutno stanje mreže

• Mreža permanentnih GPS stanica APOS-NS

(Academic GNSS POSition Timing and Navigation System )

• Razvijena od strane Centra za geoinformacione tehnologije i sisteme

• Mreža se sastoji od 9 permanentnih stanica i kontrolnog centra

Primena u preciznoj poljoprivredi

IZGRADNJA GIS I PORTAL APLIKACIJE

• GIS ZA POTREBE MINISTARSTVA ZAŠTITE ŽIVOTNE SREDINE

• Infrastruktura prostornih podataka• ISO standardi• OpenGIS standardi• Akvizicija podataka

• GPS premer, Daljinska detekcija, Dodatni senzori

• Uspostavljanje inicijalne kartografske osnove• Georeferenciranje različitih izvora podataka

• Arhitektura GIS sistema• Definisanje modela, Definisanje geoportala

ISO standardi, OpenGIS standardi

• ISO TC211• ISO 19107: Prostorna šema• Metapodaci - ISO 19115 / ISO 19139

• Osnovni zadatak OGC konzorcijuma je razvoj otvorenih standarda koji omogućavaju interoperabilnost i integraciju prostornih informacija, softvera za njihovu obradu i prostornih servisa.

• Prostorne informacije i njihova obrada obuhvataju geografske informacione sisteme (GIS), daljinsku detekciju, premer i mapiranje, navigaciju, lokacijski bazirane servise, pristup prostornim bazama podataka, senzorski web, i druge prostorne tehnologije i izvore informacija.

ISO TC211

• Definišu strukturu geografskih informacija• Oko 40 standarda

• 19101: Geographic information - Reference model• 19102: Geographic information - Overview• 19103: Geographic information - Conceptual schema language• 19104: Geographic information - Terminology• 19105: Geographic information - Conformance and testing• 19106: Geographic information - Profiles• 19107: Geographic information - Spatial schema• 19108: Geographic information - Temporal schema• 19109: Geographic information - Rules for application schema• 19110: Geographic information - Feature cataloguing methodology• 19111: Geographic information - Spatial referencing by coordinates• 19112: Geographic information - Spatial referencing by geographic identifiers• 19113: Geographic information - Quality principles• 19114: Geographic information - Quality evaluation procedures• 19115: Geographic information - Metadata• 19116: Geographic information - Positioning services

OpenGIS standardi

• Catalogue Service

• Coordinate Transformation

• Filter Encoding

• Geographic Objects

• Geography Markup Language

• Geospatial eXtensible Access

Control Markup Language

(GeoXACML)

• GML in JPEG 2000

• Grid Coverage Service

• Location Services (OpenLS)

• Observations and Measurements

• Sensor Model Language

• Sensor Observation Service

• Sensor Planning Service

• Simple Features

• Simple Features CORBA

• Simple Features OLE/COM

• Simple Features SQL

• Styled Layer Descriptor

• Symbology Encoding

• Transducer Markup Language

• Web Coverage Service

• Web Feature Service

• Web Map Context

• Web Map Service

• Web Processing Service

• Web Service Common

Mesto OGC standarda u svetu standarda

Arhitektura GIS sistema

• Model podatka je u skladu sa ISO 19100 serijom standarda

Application Schema

Arhitektura GIS sistema

• U cilju definisanja geoportala neophodno je:

definisati model saradnje i preuzimanja kartografskog materijala iz postojećih izvora i institucija

definisati sadržaj inicijalne kartografske osnove

definisati postupak unapređenja i proširenja inicijalne kartografske osnove

prikupiti podatke postupcima akvizicije

• Prezentacija geopodatka:

• Vektori – baza podataka

• Rasteri – fajl sistem

• Tehničke osnove za razvoj GIS-a:

• Sistem za upravljanje bazama podataka DBMS - PostGreSQL(PostGIS)

• GeoServer – open source web map server koji omogućava prikaz geopodatka,kreiranje lejerske strukture,baziran na OGC specifikacijama

• deegree iGeoPortal – web klijent baziran na OCG WMC , omogućava prikaz WMC slojeva definisanih na GeoServeru

Baza podataka

Baza podatakaPostgreSql/Postgis

GIS Ekologije

request response

Korisnički interfejsKlijent kataloga(Web aplikacije bazirane na JSP)Vizualizacija

Web brauzer

J2EEServlet Engine

Web Map Server

Upravljanje procesimaWMS (Java Servlet)

OGC WMS

Deegree iGeoportal(OGC WMC)Bazirano na otvorenoj arhitekturi i

implementirano na open source platformi

PostgreSql

Geoserver(OGC WMS)

OBRADA I PRIMENA SATELITSKIH SNIMAKA

• Klasifikacija zemljišnog pokrivača CLC

• Klasifikacija i identifikacija poljoprivrednih kultura

• Poljoprivredno dobro „Stari Tamiš“, Pančevo

• Poljoprivredno dobro „Sava Kovačević“, Vrbas

• Detekcija promena

• Analiza vegetacionih indeksa poljoprivrednih kultura

• Predlog uspostave informacionog sistema zemljišnih parcela LPIS (Land Parcel Identification System)

Corine Land Cover - CLC

• Program za koordinaciju informacija o okolini i prirodnim resursima pod nazivom CORINE (COoRdination of INformation on the Environment).

• SVRHA CORINE programa je identifikacija i smislena kategorizacija zemljišnog pokrivača.

• 44 klase u 3 hijerarhijska nivoa

• 25 ha minimalna površina (Minimum Mapping Unit - MMU)

CLC Srbija

Ortorektifikacija satelitskih snimaka (JRC)

Vizuelna interpretacija i klasifikacija snimak

Verifikacija rezultata

Finalna izrada vektorske baze podataka

Validacija

Integracija sa ostalim podacima

Metodologija

CLC 2000 Srbija

CLC - Poljoprivredna područjaObradivo zemljište Nenavodnjavano obradivo zemljište

Obradivo zemljište Stalno navodnjavano zemljište

Trajne kulture Vinogradi

Trajne kulture Voćnjaci i jagodičaste biljke

Pašnjaci Pašnjaci

Heterogene poljoprivredne površine Jednogodišnji usevi spojeni sa stalnim usevima

Heterogene poljoprivredne površine Raznovrsne kulture

Heterogene poljoprivredne površine

Pretežno poljoprivredno zemljište, sa većim površinama prirodne vegetacije

Heterogene poljoprivredne površine Poljoprivredno - Šumska područja (Šume koje su zasadili ljudi )

Klasifikacija zemljišnog pokrivača upotrebom klasifikacije sa nadgledanjem

Raspored tabli za poljoprivredno dobro Stari Tamiš

Crvena - SojaŽuta – SuncokretNarandžasta- PšenicaBela - Šećerna repaTamno zelena – LucerkaSvetlo zelena – KukuruzBraon - Semenski kukuruz

Klasifikacija zemljišnog pokrivača upotrebom klasifikacije sa nadgledanjem

Raspored tabli za DPP “Sava Kovačević”

RGB 453 Prikaz

Samo Poljoprivredno dobro

Crveno – Kukuruz

Svetlo zelena – Lucerka

Tamno plava – Šećerna repa

Žuta – Soja

Ljubičasta - Suncokret

Detekcija promena

• Cilj: detektovanje promena nastalih u određenom vremenskom intervalu, analizom satelitskog snimka oblasti od interesa

• Vodene površine• Šumske površine

Detekcija promena vodenih površina

Nastale vodene površine1987-2000

Nestale vodene površine1987-2000

Detekcija promena šumskih površina

Nastale šumske površine1987-2000

Nastale šumske površine1987-2000

Proširenje gradske površine 1987 – 2000

Vegetacioni indeksi - RapidEye• Analiza sastava vegetacije, zemljišta, vodenih površina • Ukazuju na potrebu za dodatnim đubrenjem, navodnjavanjem i sl.• Mogućnost predviđanja prinosa

Vegetacioni indeksi - RapidEye

Informacioni sistem zemljišnih parcela - LPIS

• Analizirati Integrisani sistem administracije i kontrole i Informacioni sistem zemljišnih parcela (Land Parcel Identification System - LPIS)

• Samo na temelju sređene evidencije poljoprivrednog zemljišta moguće je davati i kontrolisati subvencije u poljoprivredi a LPIS sistem treba obezbediti tačnu identifikaciju stvarno korištenog poljoprivrednog zemljišta.

• LPIS - grafička evidencija svih zemljišnih površina koje se koriste za poljoprivrednu proizvodnju.

• Uspostavljanjem LPIS država dobija na raspolaganje informacioni sistem u kome su sadržani stvarni podaci o korišćenju poljoprivrednih površina, i može služiti u administrativne svrhe ali i za izradu analiza i podloga za donošenje odluka u procesu kreiranja i sprovođenja poljoprivredne politike i ruralnog razvoja.

Informacioni sistem zemljišnih parcela - LPIS

• 3 tipa mogućih referenci – 3 tipa sistema• Katastarski baziran sistem• Sistem baziran na parceli• Sistem baziran na bloku

katastarski plan blok poljoprivredna parcela

Predlog LPIS – sistem baziran na blokuAspekti primene i predlog implementacije LPIS u našem okruženju (demo područje okoline Pančeva)

SAVETODAVNA SLUŽBAProjektovanje geoportala za savetodavnu službu• web aplikacija za evidenciju obrazaca i kartona

• Model podataka u skladu sa ISO 19100 serijom standarda• Obrasci kartona o odabranom gazdinstvu

• Projektovanje baze podataka• PostgreSql

• Implementacija servisa za pristup i vizualizaciju geopodataka• OGC Web Map Service - WMS

• OGC Web Feature Service - WFS

• OGC Web Coverage Service - WCS

• Implementacija klijentskih aplikacija• deegree iGeoportal

• Google Earth

Geoserver

Arhitektura geoportala za savetodavnu službu

Model podataka za savetodavnu službu

Model podataka za savetodavnu službu

Apstraktne klase

Poljoprivredno gazdinstvo Mehanizacija Ekonomski pokazateljiPrivredni objektiOpsti slojevi

Kodne liste

Poljoprivredna stanica

Biljna proizvodnja

Administracija

-Troškovi-Ostvareni rezulatati-Vrednost proizvodnje-Bruto marža

Poljoprivredna mehanizacija kojom raspolaže gazdinstvo

Privredni objekti odabranog gazdinstva

Opšti slojevi:-opštine-katastarske opštine-naselja-nacini korištenja zemljišta-itd.

-Poljoprivredna stanica-Savetodavci

Biljna proizvodnja:-Uzorkovanje-Analize zemljišta-Analiza vlage-Analiza korova-Analiza štetocina-Analiza navodnjavanja-Uništavanje štetocina-Uništavanje korova-Ðubrenje-itd.

Podaci o odabranom gazdinstvu:-Osnovni podaci o odabranom gazdinstvu-Socio-ekonomska obeležja porodice-Zemljišna osnova proizvodnje-Zemljište u vlasništvu-Zemljiište u zakupu-Vrsta biljne proizvodnje-Navodnjavanje-Vrsta stocarske proizvodnje-Namera kupovine zemlje-Parcele u vlasništvu-itd.

Tematske celine i slojevi

Geoportal sadrži sledeće tematske celine sa odgovarajućim slojevima podataka:

• Poljoprivredna područja prema CORINE klasifikaciji zemljišnog pokrivača – 9 slojeva,• Gradska područja prema CORINE klasifikaciji zemljišnog pokrivača – 9 slojeva,• Šumska područja prema CORINE klasifikaciji zemljišnog pokrivača – 10 slojeva,• Vlažna područja prema CORINE klasifikaciji zemljišnog pokrivača – 2 sloja,• Vodene površine prema CORINE klasifikaciji zemljišnog pokrivača – 2 sloja,• Poljoprivredne stanice – 3 sloja,• Pedologija – 13 slojeva,• Topografske karte 1:25000 – 2 sloja,• Katastarske podloge 1:1000 – 1 sloj,• Ortofoto planovi – 3 sloja sa Landsat satelitskim snimkom kao podlogom,• Visinska predstava terena u vidu digitalnog modela terena i izohipsi – 2 sloja• Komasacija – 7 slojeva,• Svi slojevi zajedno radi ukrštenog pregleda podataka iz različitih slojeva

– ukupno 63 sloja.

Poljoprivredna stanica – tabelarni pregled podataka iz obrasca kartona o odabranom gazdinstvu

Informacije opoljoprivrednomgazdinstvu

Export / import podataka u GML formatu

PODRŠKA PROGNOZNOJ SLUŽBI

• Nova aktivnost!

• Izgradnja portala

• Podrška senzorima

• Prognostika

• Modeli realizovani za naše područje

• Dopuna sa satelitskim senzorima

PODRŠKA PROGNOZNOJ SLUŽBI

• Projekat će biti realizovan u tri faze:

• Faza I: razvoj jedinstvene aplikacije za prikupljanje podataka.

• Faza II: razvoj aplikacije za analizu podatka i predviđanje.

• Faza III: razvoj geoinformacionog sistema koji će se bazirati na troslojnoj arhitekturi.

PODRŠKA PROGNOZNOJ SLUŽBI

Faza I

• Analiza postojećih modela podataka

• Integracija postojećih u jednistveni model podataka

• Razvoj aplikacije za prikupaljanje podataka – implementacija aplikacije za prikupljanje podataka, unošenje, ažuriranje, brisanje podataka, kao i generisanje izveštaja.

• Migracija podataka u novi sistem – na zahtev – po implementaciji aplikacije za prikupljanje podataka sledi implementacija modula za migraciju podataka iz postojeće MySQL baze u PostgreSQL bazu koja će se izvršavati na zahtev korisnika

Faza II

• Proširenje modela strukturom vezanom za METEOS – proširivanje modela baze podataka strukturom neophodnom za skladištenje podataka sa METEOS-a

• Preuzimanje podataka sa METEOS-a – implementacija modula za preuzimanje podataka sa METEOS-a

• Razvoj algoritama analize – razvoj algoritama za analizu podataka i predviđanje

• Implementacija aplikacije za analizu – razvoj korisničke aplikacije u okviru koje bi se mogli izvršavati implementirani algoritmi za analizu i predviđanje

Faza III

• Definisanje lejerske strukture GIS-a – određivanje skupa slojeva koji će se prikazivati na geoportalu, kao i grupisanje po temtskim celinama

• Definisanje troslojne arhitekture GIS-a – koristiće se PostgreSQL sistem za upravljanje bazama podataka sa proširenjem PostGIS za prostorne podatke, Geoserver web map server za definisanje lejerske strukture i određivanje stilova prikaza i deegree iGeoportal klijentska aplikacija za razvoj geoportala. Sva tri sloja se baziraju na open-source rešenjima i podržavaju standarde ISO 19100 serije i OpenGIS preporuke.

• Učitavanje prostornih podataka – priprema prostornih podataka, podešavanje u odgovarajući format za unos, učitavanje podataka u bazu

• Razvijanje lejerske strukture – kreiranje lejera na web map serveru, definisanje stilova prikaza

• Implementacija geoportala – razvoj klijentske aplikacije, definisanje interfejsa, tematskih celina, legende

• Definisanje metapodataka – definisanje metapodataka za svaki lejer u GeoNetwork web aplikaciji.

Naš cilj:

•Razvoj kapaciteta koji poboljšava dinamični i održivi protok informacija za detekciju, prognozu i suzbijanje štetočina i bolesti u poljoprivredi korišćenjem informacionih tehnologija!!!

HVALA NA PAŽNJI!