ІНФОРМАЦІЙНА СИСТЕМА АГРОХІМІЧНОГО ПАСПОРТА ПОЛІВ: МОДЕЛЮВАННЯ ТА ПРОЄКТУВАННЯ ПРОГРАМНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ

Самар Д.В., науковий керівник Бородкін Г.О.

Актуальність дослідження зумовлена зростанням потреби у точному, стандартизованому та автоматизованому агрохімічному моніторингу земельних ресурсів, що є критично важливим для забезпечення раціонального використання добрив, підвищення врожайності та збереження родючості ґрунтів. Традиційні моделі ведення агрохімічного паспорта полів часто ґрунтуються на розрізнених даних, ручному введенні результатів аналізів та неуніфікованих форматах. Це значно ускладнює довгостроковий моніторинг, оперативне ухвалення рішень та інтеграцію з цифровими платформами агровиробництва.

В умовах сучасної діджиталізації агросектора постає нагальна потреба у створенні інформаційної системи, яка забезпечить формалізоване збирання агрохімічних даних, їх структуроване зберігання, аналітичну обробку та автоматизоване формування агрохімічного паспорта. Метою роботи є розроблення програмного забезпечення такої інформаційної системи, здатної забезпечити комплексний цикл оброблення інформації: від введення та валідації вихідних даних до формування паспорта та побудови аналітичних звітів.

Для досягнення поставленої мети було проведено системний аналіз предметної області та здійснено моделювання інформаційних процесів, потоків даних і структур даних. Логічна модель даних була побудована з використанням принципів нормалізації бази даних до третьої нормальної форми (3NF). Для кожної сутності визначено первинний ключ, а транзитивні залежності між атрибутами усунені, що дозволяє мінімізувати дублювання інформації та забезпечити цілісність даних. У моделі виділено ключові об’єкти агрохімічного моніторингу: землекористувачі, поля, контури полів, зразки ґрунту, результати агрохімічних аналізів, агрохімічні паспорти та рекомендації щодо внесення добрив.

Розроблена архітектура програмного забезпечення побудована за трирівневим принципом та включає рівень представлення, рівень прикладної логіки та рівень зберігання даних. Рівень прикладної логіки реалізує основні функції оброблення агрохімічних даних і включає такі компоненти: сервіс управління полями та контурами, сервіс агрохімічних аналізів, аналітичний модуль розрахунку показників родючості, модуль GIS-інтеграції, модуль формування агрохімічного паспорта та модуль звітності й експорту.

Важливим елементом системи є аналітичний модуль, який здійснює обчислення агрохімічних показників (NPK, pH, EC, органічної речовини) та індексів родючості (наприклад, Soil Nutrient Index — SNI та SFI). Для забезпечення узгодженості даних алгоритми аналітичного модуля виконують статистичну нормалізацію та масштабування, що є базовим етапом математичної обробки агрохімічної інформації. На основі цих обчислень система генерує адаптивні рекомендації щодо норм і схем внесення добрив.

Рис. 1. Діаграма компонентів інформаційної системи агрохімічного паспорта полів

Побудовані UML-діаграми класів і кооперації формалізують структуру програмних компонентів та основні сценарії їх взаємодії під час оброблення агрохімічних даних. Це гарантує узгодженість архітектурних рішень і підтримує повну автоматизацію формування агрохімічних паспортів. Всі документи генеруються у форматах PDF та Excel відповідно до чинних регламентних та державних вимог.

СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ

1.  Malo, F., et al. (2025). Оцінка показників ґрунту на основі Soil Nutrient Index. Journal of Agricultural Science, 45(2), 112-125.

2.  Matviichuk, O., et al. (2021). Кореляційний аналіз параметрів родючості ґрунтів в сучасних агроекосистемах. Агрохімія та ґрунтознавство, 33(4), 45-58.

3.  Venkateswarlu, B., et al. (2025). Статистичний аналіз макро- та мікроелементів для підвищення продуктивності агроландшафтів. Soil Management Reports, 12(1), 89-104.

4.  Kukar, M., et al. (2019). Моделі формування рекомендацій щодо внесення добрив у DSS-платформах. Computers and Electronics in Agriculture, 156, 12-21.