USDA zavede integrovaný informační systém založený na GIS — ArcReview

V USDA se schopnosti poskytované technologií GIS vyvinuly z užitečného nástroje na kritický prostředek umožňující spolupráci a podporu administrativních funkcí, každodenních pracovních procesů, interakcí s jinými organizacemi a informací pro občany. Schopnost aplikací a služeb poskytovaných prostřednictvím Esri ArcGIS, primární GIS platformy ministerstva, spravovat rostoucí řadu dat, od satelitních snímků a datových zdrojů v reálném čase až po jednoduchá tabulková data, a poté je všechny zobrazovat vizuálně, geograficky, z nich dělá ideální portály pro koordinaci aktivit napříč mnoha aspekty této velké vládní agentury.

Ministerstvo zemědělství Spojených států amerických (USDA) slouží Američanům prostřednictvím svých agentur, jako je Forest Service, The Natural Resources Conservation Service, Farm Assistance and Rural Development Agency, Animal and Plant Health Inspection Service, Agricultural Research Service a další Všechny tyto agentury ve své práci hojně využívají prostorová data o půdě, vodě, vzduchu, rostlinách, zvířatech, vlastnictví půdy a demografické a socioekonomické údaje. V tomto ohledu agentura považuje technologii geografických informačních systémů (GIS) za kritický nástroj, který pomáhá efektivně spravovat různá data, usnadňuje přístup k těmto datům, zvyšuje produktivitu, zlepšuje interakci s partnery a informuje veřejnost.

Inspekční služba zdraví zvířat a rostlin (APHIS) implementovala podnikový informační systém založený na GIS s názvem IPHIS.

Oddělení začalo využívat možnosti GIS před více než třemi desetiletími a na základě stávající sbírky leteckých snímků a řady dalších tematických map vytvářelo základní mapy využití půdy a zemědělství.

GIS se v průběhu let stal pro ministerstvo klíčovou technologií pro podporu a koordinaci práce jeho více než 100 XNUMX zaměstnanců a z užitečného nástroje se postupně vyvinul v kritický prostředek řízení rostoucího informačního toku, který pomáhá realizovat jeho administrativní funkce. Schopnost spolupracovat, analyzovat, sdílet a zobrazovat data v geografickém kontextu pomocí interaktivních digitálních map, webových aplikací a služeb poskytovaných prostřednictvím Esri ArcGIS z nich činí nepostradatelný nástroj pro koordinaci úsilí v mnoha oblastech práce oddělení.

Uživatelé APHIS dostávají komplexní zemědělské informace a mají možnost procházet podrobnými daty specifickými pro konkrétní místo. Přizpůsobitelné tabulky umožňují zobrazit provozní statistiky.

Vzhledem k tomu, že otázky zemědělství a potravinové bezpečnosti na celém světě nabývají na důležitosti, USDA neustále rozšiřuje svůj mandát, aby poskytoval globálnější a přesnější pohled na situaci. Dnes nejen analyzuje potřeby zemědělců a spotřebitelů a provádí různé národní projekty na jejich podporu, ale také zahraničním obchodním partnerům garantuje kvalitu amerických zemědělských produktů, aby chránila jejich vývoz před nepřiměřenými omezeními. ArcGIS jako primární platforma GIS na ministerstvu hraje důležitou roli při plánování a realizaci mnoha iniciativ a rozvoje tohoto oddělení, z nichž některé jsou popsány níže.

Systém IPHIS

Před několika lety, na základě korporátní licenční smlouvy se společností Esri, začala implementace podnikového GIS ve službě inspekce zdraví zvířat a rostlin (APHIS) tohoto oddělení. Rozsah povinností této služby je široký. Chrání zdraví zemědělských rostlin a zvířat ve Spojených státech, reguluje používání geneticky modifikovaných organismů, spravuje zákon o ochraně zvířat a řeší problémy související s poškozováním volně žijících živočichů. Když je zjištěno propuknutí hmyzího škůdce nebo vážné choroby, APHIS okamžitě zasáhne v postižených státech nebo regionech, aby rychle zamezil nebo odstranil ohnisko. Tímto proaktivním přístupem služba úspěšně bojuje s potenciálními hrozbami hmyzích škůdců a nemocí pro zemědělství v USA. Expanze domácího i mezinárodního obchodu se zemědělskými produkty spolu s četnými výhodami podle jejích představitelů přináší určitá rizika kvůli možnosti náhodného zavlečení invazních druhů, které by mohly ohrozit produkci potravin v zemi. A s pomocí implementovaného podnikového GIS je mnohem snazší sledovat případné problémy a přijímat potřebná opatření.

APHIS často určuje prostorový rozsah programů na základě geografických a environmentálních faktorů. Interaktivní data lze snadno prohlížet v uživatelsky definované oblasti.

Společnost APHIS již dříve implementovala projekty GIS k řešení různých problémů ochrany zemědělských a přírodních zdrojů v zemi, včetně sledování šíření asijského tesaříka a zavíječe smaragdového, dvou dovezených škůdců, kteří zabili miliony stromů z tvrdého dřeva. APHIS také vyvinul a implementoval program Citrus Health Management Program, jehož prostřednictvím radí americkým pěstitelům a chrání ovocné stromy před invazními druhy.

Aby APHIS splnila své poslání, spolupracuje se zemědělskými výrobci, federálními a státními regulátory a vědci. To službě pomáhá konsolidovat informační zdroje pro různé projekty, což pomáhá zlepšit rozhodovací proces. Protože APHIS často spolupracuje s dalšími organizacemi, potřebovala agentura celostátní GIS, který by poskytoval úplné a jasné informace o stavu zemědělství a přírodních zdrojů v USA. Jiné organizace zúčastněných stran také potřebovaly snadno dostupná a spolehlivá data v reálném čase pro účely plánování a provozu.

Proto v roce 2009 APHIS začal vyvíjet podnikový systém založený na GIS, IPHIS (Integrated Plant Health Information System), aby účinněji reagoval na potenciální hrozby škůdců nebo chorob. Za něco málo přes tři roky byl IPHIS implementován ve velké většině států v zemi.

IPHIS je systém v reálném čase, který umožňuje uživatelům jakéhokoli projektu APHIS dozvědět se, kdo pracuje na ochraně zdraví rostlin ve své oblasti, sdílet informace o napadení rostlinnými škůdci v regionu a vidět oblasti země v karanténě Systém sleduje zamoření a choroby, které mohou poškodit rostliny, a dokumentuje práci, kterou dělají vědci a zaměstnanci. Pomáhá USDA fungovat efektivněji a zůstat v obraze s nejnovějšími vědeckými pokroky.

Systém IPHIS je založen na softwaru ArcGIS, který umožňuje sběr různorodých dat z celé země na jediné platformě pro analýzu. S ním může APHIS zkoumat data zadaná terénními týmy a sledovat šíření invazních druhů rostlin a hmyzu.

GIS také pomáhá APHIS analyzovat šíření zamoření a vyvinout účinná opatření k omezení. ArcGIS umožňuje mapovat hranice nebezpečí, plánovat inspekční trasy, analyzovat rizika, filtrovat data a používat historická data GIS pro identifikaci trendů a předpovědi. GIS vám umožňuje proniknout do podrobných dat specifických pro konkrétní místo. Kromě map můžete vytvářet snadno přizpůsobitelné tabulky, grafy a grafy pro vizualizaci provozních statistik.

Výhody IPHIS. Systém usnadnil výměnu informací a zvýšil transparentnost práce. Nyní je možné snadno sdílet informace s účastníky různých programů a přistupovat k datům z jiných organizací, jako jsou diagnostické laboratoře, na webových stránkách regionálních, místních, akademických a průmyslových organizací. Tento přístup poskytl APHIS moderní, komplexní a škálovatelný systém správy dat o zdraví rostlin, který pomáhá podporovat udržitelné zemědělství a národní potravinovou bezpečnost.

Interaktivní webová mapa aplikace KYF2 CompassMap s informacemi o místních a regionálních potravinových systémech, projektech podpory výrobců.

Podnikové nasazení zlepšilo provozní efektivitu díky integraci a využití možností stávajících systémů IT pro zdraví rostlin a jednotlivých programů GIS, čímž se snížila redundance dat. Jako důležitá součást IPHIS software ArcGIS pomohl ministerstvu zemědělství dosáhnout jeho cílů zlepšením standardizace, přesnosti, integrity dat a usnadněním sdílení informací. Kromě toho umožňuje manažerům a vědcům sledovat aktuální činnost ministerstva, vypracovávat a realizovat dlouhodobé plány.

Mapové služby a GIS portál

V roce 2011 se USDA a Esri spojily, aby dodaly plně cloudové geoprostorové portálové řešení. Portál nazvaný Enterprise Spatial Mapping Service (ESMS) je postaven pomocí podnikového řešení Portal for ArcGIS a je hostován v cloudu Amazon v zabezpečeném IT prostředí ministerstva. Portálová rozhraní byla vyvinuta organizací USDA Enterprise Geospatial Information Management Service a týmem Professional Services společnosti Esri. Hlavním zaměřením je vyhledávání a zjišťování dat, hosting a publikování datových mapovacích webových služeb s funkcí geoprocessingu, zobrazování a analýzy dat.

Implementace GIS formou privátního cloudu zpřístupňuje centrální úložiště oficiálních dat uživatelům – zaměstnancům ministerstva a dalších státních orgánů. ESMS je platforma, která umožňuje:

• Rychle vytvářejte mapy a aplikace pomocí šablon a rozhraní API pro webové mapování;
• vytvářet pracovní skupiny v rámci jednotlivých projektů a obecných aktivit;
• Sdílejte mapy a aplikace v soukromých skupinách nebo v celé vaší organizaci;
• Vkládejte mapy a aplikace do vlastních webových stránek nebo blogů.

Portál poskytuje ministerstvu zemědělství a dalším vládním agenturám přístup k cenným mapám a zemědělským datovým sadám ve webovém prohlížeči a výkonným schopnostem prostorové analýzy a odborníci z Esri poskytují podporu pro GIS ministerstva a související IT infrastrukturu. Uživatelé mají k dispozici stejné nástroje pro komunikaci a sdílení dat ve veřejném cloudovém mapovacím prostředí ArcGIS Online, ale stránka si zachovává uživatelská nastavení a firemní identitu ministerstva a splňuje požadavky na zabezpečení platformy.

Webová stránka CropScape nabízí efektivní, interaktivní způsob šíření dat o plodinách mezi zainteresované uživatele GIS i mimo ně.

Prototyp portálu byl poprvé předveden a otestován na New Madrid National Level Exercise 2011, fóru věnovaném vývoji regionálních systémů reakce na katastrofy a obnovy. Zaměstnanci agentury USDA jej používají jako pohodlný nástroj pro vyhledávání, objevování a sdílení geoprostorového obsahu, včetně obsahu souvisejícího s reakcí na katastrofy. Kromě toho se mapovací produkty ESMS používají při prezentacích a briefingech.

Webové mapovací aplikace pro podporu místních výrobců a spojení se spotřebiteli

V rámci politiky USDA na podporu místních a regionálních zemědělských výrobních a marketingových systémů byla vytvořena a spuštěna aplikace CropScape. Tato interaktivní webová mapa poskytuje informace o těchto systémech a je součástí implementačního plánu pro federální a celostátní informační iniciativu Poznej svého farmáře, Poznej svůj potravinový kompas. Tato aplikace vyvinutá společností VSolvitLLC využívá webové mapové služby ArcGIS a Esri. Je navržen tak, aby podporoval zemědělské komunity tím, že jim poskytuje zdroje k místnímu pěstování, uvádění na trh a prodeji jejich produktů. Jeho prostřednictvím může kdokoli získat informace o místech, kde se konkrétní zemědělské produkty pěstují a kde jsou dostupné na místních trzích. Tato aplikace je velmi oblíbená, její funkčnost je rozšířena o nové prohlížeče dynamických map a jsou doplňovány dostupné datové sady. Protože je aplikace založena na mapách, které agregují více zdrojů dat o místních a regionálních zemědělských dodavatelských řetězcích, je užitečná a zajímavá pro široké publikum, včetně farmářů, podniků, vzdělávacích institucí a dalších organizací.

Zde je několik dalších příkladů oblíbených webových aplikací, které ministerstvo nedávno spustilo.

USDA Risk Management Agency (RMA) spustila a aktivně využívá aplikaci GIS k ověřování žádostí o platby a kompenzace vyplývající z dopadů přírodních událostí, jako je sucho, povodně, krupobití atd. K ověření přesnosti výše škod, které zemědělci utrpěli, se používají data ze satelitních snímků, informace od různých federálních agentur a terénní průzkumy. Tato aplikace je relevantní i pro pojišťovny.

Webová GIS aplikace VegScape poskytuje týdenní mapy polní vegetace založené na zpracovaných infračervených datech MODIS.

Národní zemědělská statistická služba (NASS) zpřístupnila prostřednictvím webových služeb GIS databázi desítek terabajtů údajů o orné půdě. Používá se k vytváření map pro více než 100 druhů pěstovaných plodin ak poskytování oficiálních odhadů a předpovědí jejich výnosů během vegetačního období pro různá území a oblasti Přístup k těmto datům a analýzám je poskytován prostřednictvím dvou mapovacích aplikací. První byla webová stránka CropScape, která obsahovala data v prostorovém rozlišení 30 m (snímky Landsat a DMC), a stala se tak populární, že byla brzy spuštěna další webová aplikace, VegScape, poskytující týdenní mapy zobrazující stav vegetace na základě dat MODIS.

Integrace a propojování dat

Vzhledem k jasné prostorové složce poslání oddělení – od monitorování podmínek orné půdy a zdraví rostlin až po správu lesů – není překvapivé, že v posledních letech oddělení a jeho agentury vyvinuly celou řadu aplikací GIS. A jak se GIS stále více používá ke správě datových toků, využívá k jejich zpracování a modelování stále výkonnější analytické nástroje a také zdroje přesných dat ze senzorů, včetně těch, které jsou instalované přímo v terénu. Relativně novou a ještě naléhavější rolí GIS je ale jeho využití jako platformy pro integraci databází z mnoha zdrojů pro koordinaci aktivit všech oddělení USDA. GIS je v podstatě kontejner, který poskytuje možnost realizovat všechny nápady a iniciativy, které přispívají k řešení úkolů, před nimiž ministerstvo stojí, a vzniklých problémů.

Je třeba vzít v úvahu, že jednotlivé agentury mají dlouhodobé a vysoce odborné zkušenosti s prováděním svých konkrétních operací a že probíhá proces zvyšující se standardizace formátů a softwarových produktů. A vedoucí představitelé ministerstva si stále více uvědomují, že platforma GIS, kterou používají, jim umožňuje nejlépe propojit nashromážděná data. Zaměstnanci oddělení obvykle nepřemýšlejí na podnikové úrovni, když vytvářejí mapy na svých stolních počítačích. Řeší své místní problémy a málokdy přemýšlejí o tom, že by se to dalo využít na něco jiného. A společné prostředí GIS jim umožňuje prodloužit a rozšířit životní cyklus produktu, který vytvářejí, a učinit jej užitečnějším a přístupnějším pro ostatní lidi. Webový GIS resortu a podnikové aplikace, z nichž některé byly zmíněny výše, portálová a cloudová struktura umožňují rychle a snadno, s využitím nových kreativních metod, poskytovat informace o probíhajících projektech a programech jak ve všech odborech ministerstva zemědělství, tak v devíti dalších federálních agenturách. To znamená, že využití GIS v zemědělství není omezeno na úzké specialisty, síla kartografie se vztahuje na každého, kdo jej chce využívat.