Εφαρμογή της τηλεπισκόπησης στην αμπελουργία ακριβείας

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 11:47, 10 Φεβρουαρίου 2017

J.L. Smit1 , G. Sithole1 and A.E. Strever2 (1)Geomatics Division, School of Architecture, Planning and Geomatics, University of Cape Town, Private Bag X3, Rondebosch 7701, South Africa (2)Department of Viticulture and Oenology, Stellenbosch University, Private Bag Xl, Matieland 7602, South Africa Submitted for publication: November 2009

Accepted for publication: June 2010

ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

Στην εργασία αυτή παρουσιάζεται μια εφαρμογή της γεωργίας ακριβείας στη βιομηχανία οίνου. Ενώ η αμπελουργία ακριβείας στοχεύει ως επί το πλείστον στη μεγιστοποίηση των αποδόσεων με την χορήγηση των κατάλληλων εισροών σε κατάλληλες θέσεις σε ένα αγρόκτημα, στις σωστές δόσεις και στο σωστό χρόνο, ο στόχος της παρούσας μελέτης είναι να αξιολογήσει τις διαφορές στη βιομάζα των αμπελιών. Η λύση που προτείνεται στην παρούσα εργασία χρησιμοποιεί αεροφωτογραφίες ως κύρια πηγή δεδομένων για την ανάλυση της αμπέλου.

Ο πρώτος στόχος που πρέπει να επιτευχθεί είναι να γίνει αυτόματος εντοπισμός και αναγνώριση ενιαίων συνόλων αμπελιών, σειρών αμπέλου, καθώς και για επιμέρους μεμονωμένα αμπέλια μέσα σε σειρές. Αυτό γίνεται εφικτό μέσα από μια σειρά από βελτιώσεις και ιεραρχικές κατατμήσεις των αεροφωτογραφιών. 

Ο δεύτερος στόχος είναι να προσδιοριστεί η συσχέτιση των δεδομένων εικόνας με βιοφυσικά δεδομένα (συγκομιδή και μάζα κλαδέματος) του κάθε αμπελιού. Μια πολυφασματική εναέρια εικόνα χρησιμοποιείται για τον υπολογισμό δεικτών βλάστησης, οι οποίοι χρησιμεύουν ως δείκτες των βιοφυσικών μέτρων. Τα αποτελέσματα της αυτόματης ανίχνευσης συγκρίνονται με ένα πεδίο δοκιμών στο αγροτεμάχιο, για να εξακριβωθούν τόσο η τοποθεσία του αμπελιού όσο και η συσχέτιση του δείκτη βλάστησης με τις σχετικές παραμέτρους του αμπελιού. Το πλεονέκτημα αυτής της τεχνικής είναι ότι λειτουργεί σε περιβάλλοντα όπου η ανάπτυξη της ενεργής φυλλικής επιφάνειας στα αμπέλια είναι προφανής και ταυτόχρονα παρουσιάζονται πολλές διαφορετικές συνθήκες βλάστησης σε ένα ενιαίο αγροτεμάχιο.

ΣΤΟΧΟΙ ΤΗΣ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ

Η τηλεπισκόπηση έχει χρησιμοποιηθεί στο γεωργικό τομέα για πολλά χρόνια και οι πρόσφατες εξελίξεις στους αισθητήρες εικόνας έχουν οδηγήσει σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών με χρήση τηλεπισκοπικών απεικονίσεων στη γεωργία ακριβείας. Η βιομηχανία κρασιού είναι ένα παράδειγμα παραγωγής υψηλής αξίας που έχει επωφεληθεί από την τηλεπισκόπηση. Η αμπελουργία ακριβείας έχει ως στόχο να διατηρήσει το μέγιστο έλεγχο στη διαχείριση των αμπελώνων, λαμβάνοντας υπόψη το γεγονός ότι υπάρχει μεταβλητότητα εντός του αμπελώνα. Συγκεκριμένα με τη χρήση των πολυφασματικών εικόνων από αερομεταφερόμενους αισθητήρες έχει καταστεί δυνατή η από απόσταση διάκριση της μεταβλητότητας και ποικιλομορφίας ενός αμπελώνα η οποία προκαλείται από διαφορές στη μορφολογία, τα χαρακτηριστικά του εδάφους, τις πρακτικές διαχείρισης, την υγεία των φυτών και τα μεσο-κλίματα. Η χρήση των δεικτών βλάστησης, οι οποίοι παράγονται από τις διάφορες φασματικές ζώνες των εναέριων πολυφασματικών εικόνων, παρέχει ένα μέτρο κεφαλαιοποίησης της αντίθεσης που υπάρχει στη βιομάζα αμπέλου, όταν μετράται σε διαφορετικές ζώνες συχνοτήτων. Αυτοί που χρησιμοποιούνται συνήθως είναι ο Κανονικοποιημένος δείκτης βλάστησης (NIDVI) και η φυτική κυτταρική πυκνότητα Plant Cell Density (PCD) ή Δείκτης Βλάστησης (RVI). Και οι δύο αυτοί δείκτες κάνουν χρήση του γεγονότος ότι υγιή, εύρωστα αμπέλια θα δείξουν ισχυρή ανακλαστικότητα στο εγγύς υπέρυθρο και πολύ χαμηλή ανακλαστικότητα στο κόκκινο.

ΠΑΛΑΙΟΤΕΡΕΣ ΜΕΘΟΔΟΙ

Η πιο διαδεδομένη ακόμα και σήμερα μέθοδος εκτίμησης της παραγωγής και διαχείρισης ενός αμπελώνα είναι η δειγματοληπτική επιτόπια παρατήρηση στο αγροτεμάχιο η οποία απαιτεί πολύ χρόνο και ανθρώπινο δυναμικό ενώ η ακρίβειά της σχετίζεται με τον αριθμό των επαναλήψεων και την εμπειρία του προσωπικού που διενεργεί τους ελέγχους

Η ΥΠΟ ΕΞΕΤΑΣΗ ΕΦΑΡΜΟΓΗ

Μόλις ο δείκτης βλάστησης NDVI υπολογιστεί, ταξινομείται σε ένα ευρετήριο εικόνας ψευδο-χρώματος, σύμφωνα με το οποίο διαφορετικές κατηγορίες στο χρώμα αντιπροσωπεύουν διαχειρίσιμες διαφορές στην ποικιλομορφία της αμπέλου, όπως μπορεί να φανεί στο Σχ. 1.