Widok torfowisk żurawinowych nad jeziorem Little Trout w północnym Wisconsin, 18 października 2018 r., z danych NASA-USGS Landsat 8. Niektóre żurawiny przybrały kolor jasnoczerwony i są gotowe do zbioru. Źródło:NASA
Rolnicy z całego Środkowego Zachodu ścigają się, by dokończyć zbieranie kukurydzy, soi i innych podstawowych produktów ze świątecznego stołu obiadowego, zanim nadejdzie pierwsze zabijające plony mrozy. Wrześniowe deszcze spowodowały późne zbiory jeszcze później. Ulewne wiosenne deszcze zalały miliony akrów ziemi uprawnej wokół rzek Mississippi, Wisconsin i Missouri. Niektórzy rolnicy nigdy nie siali; inni rozpoczęli trzy tygodnie opóźnienia.
Te zmiany i opóźnienia w planach rolników na ten rok sprawiły, że zadanie Departamentu Rolnictwa Stanów Zjednoczonych polegające na śledzeniu i szacowaniu produkcji roślinnej za pomocą badań rolników i obserwacji terenu było wyzwaniem. Aby mu sprostać, zwrócili się do wspólnego satelity NASA – US Geological Survey – Landsat 8, aby uzupełnić brakujące elementy.
Od 2008 r. Narodowa Służba Statystyk Rolniczych USDA (National Agricultural Statistics Service, NASS) korzysta z danych Landsat, aby monitorować dziesiątki upraw w 48 niższych stanach w ramach programu NASS Cropland Data Layer. Źródło:NASA/ Matthew R. Radcliff
„Podczas nienormalnych sezonów wegetacyjnych lub klęsk żywiołowych satelity świecą” – powiedział Rick Mueller, szef Krajowej Służby Statystyki Rolniczej USDA lub Sekcji Analizy Analizy Przestrzennej NASS i kierownik Cropland Data Layer Program w Waszyngtonie. „Landsat to solidny i niezależny sposób weryfikacji tego, co mówią nam nasze statystyki”.
Od 2009 r. NASS korzysta z danych Landsat, aby monitorować dziesiątki upraw, w tym kukurydzę, pszenicę, soję i bawełnę w niższych 48 stanach w ramach programu NASS Cropland Data Layer.
Warstwa Cropland Data wykorzystuje satelity Landsat i podobne czujniki do identyfikowania tego, co gdzie rośnie. Oddzielnie NASS wykorzystuje przyrządy NASA o średniej rozdzielczości Imaging Spectroradiometer (MODIS) na pokładzie satelitów Aqua i Terra do monitorowania codziennego stanu roślinności i etapu wzrostu, wszystkich wskaźników plonów.
„Landsat był jednym z niewielu sposobów, w jaki możemy bezpośrednio zmierzyć globalną podaż żywności” – powiedział Brad Doorn, kierownik programu w NASA Applied Sciences Water Resources and Agriculture Research w NASA Headquarters w Waszyngtonie.
Jednak „To nie wszystkie satelity” – powiedział Mueller.
Trzy chwile w burzliwym roku dla rolnictwa na północ od St. Louis, MO, jak widać w danych NASA-USGS Landsat 8. Po lewej 7 maja 2019 r., ponieważ ulewne deszcze opóźniły sadzenie w wielu gospodarstwach. 12 września 2019 r., w środku, pokazuje jasnozieloną, oznaczającą rosnącą roślinność, choć z dużą ilością brązowych, nagich pól. Po prawej stronie, 14 października 2019 r., jasnobrązowy oznacza pola, na których zebrano plony, podczas gdy ciemnobrązowy to pola, które nie były obsiane lub odłogowane przez całe lato. Źródło:NASA
Podczas typowego roku rolniczego NASS w dużym stopniu opiera się na obserwacjach naziemnych i danych z badań. W całym kraju urzędnicy terenowi NASS odwiedzają gospodarstwa i mierzą areał i stan zasianych pól przez cały sezon wegetacyjny. NASS otrzymuje również dane o powierzchni upraw z Agencji Usług Rolniczych (FSA). Rolnicy są zobowiązani do corocznego zgłaszania FSA informacji o powierzchni upraw i użytkowaniu gruntów. FSA wykorzystuje dane do określenia płatności za programy federalne, takie jak utrata plonów z powodu klęski żywiołowej lub straty finansowe spowodowane zmianami cen rynkowych.
Ten rok nie był typowym rokiem. Rolnicy zwykle zaczynają sadzić kukurydzę, soję i inne rośliny w maju. W stanie Missouri, gdzie pod wodą znajduje się 10 procent gruntów uprawnych stanu, zdjęcia satelitarne pomogły urzędnikom stanowym NASS zobaczyć, które pola i obszary zostały najbardziej dotknięte przez powodzie. Mogli również zobaczyć, które pola mają uprawy.
„Satelity pomogły nam wypełnić luki i pokazać, co dzieje się w każdym regionie stanu” – powiedział Robert Garino, statystyka stanu Missouri z USDA. „Ankiety dobrze sprawdzają się w dostarczaniu szacunków dla stanu jako całości, ale nie mają na celu uchwycenia tego, co dzieje się w określonych regionach w państwie”.
W czerwcu kilku rolników nie mogło zgłosić ilości akrów zasianych do biura Garino. Czekali, aż ich pola wyschną. W lipcu USDA wykorzystało dane z satelitów, aby zrewidować czerwcowe szacunki produkcji.
W następnym miesiącu doniesienia prasowe donosiły, że rolnicy mieli wątpliwości co do sierpniowych raportów o plonach USDA. „Istnieło wiele obaw o ich dokładność” – powiedział Garino. „Ogólne odczucie było takie, że deszcz i powodzie spowodują zarówno zmniejszenie powierzchni upraw, jak i dość gwałtowne zmniejszenie plonów. Podczas gdy hektary zbiorów, zwłaszcza w przypadku soi, zostały znacznie zmniejszone, szacunki plonów w sierpniu utrzymały się dobrze”.
NASS opublikuje ostatnią warstwę danych Cropland w styczniu 2020 r. i udostępni dane wszystkim za pośrednictwem witryny CropScape. Zarządzający katastrofami wykorzystują dane historyczne witryny do oceny szkód w uprawach spowodowanych tegorocznymi powodziami i innymi klęskami żywiołowymi. Menedżerowie zasobów wykorzystują dane historyczne do kierowania płodozmianem, badania zmian użytkowania gruntów i monitorowania zużycia wody.
Nowe satelity i nowe partnerstwa w zakresie danych pomagają NASS poprawić możliwości monitorowania upraw w czasie rzeczywistym. Obecnie modele komputerowe wykorzystują warstwę danych upraw do obliczania miesięcznych szacunkowych plonów kukurydzy i soi.
Oprócz Landsata 8, uruchomionego w 2013 roku, partnerstwa między USGS a europejską konstelacją Copernicus zapewniają jeszcze więcej zdjęć podobnych do Landsata za darmo.
„Im więcej satelitów, tym lepiej się czujemy” – powiedział Rick Mueller, szef Sekcji Badań Analizy Przestrzennej NASS i kierownik Cropland Data Layer Program w Waszyngtonie.
