RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία

2015-02-20T22:54:13Z

Elenroku:

[[Εικόνα: eik.1a-1.png‎|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Θεμα2-2.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 2: A typical 3-date RISAT-1 colour composite showing Rice crop of different transplanting time]]
[[Εικόνα: Θεμα2-3.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 3: Real time ground truth collection using smart phone, a) Android App developed by NRSC, b)Ground Truth sites available on Bhuvan server]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for selecting sites for Crop Cutting Experiments for rice crop in Bihar]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4..jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for generating a yield map]]
[[Εικόνα: Θεμα2-5.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 5: Map of Rabi season crop Emergence Area progression in 6 States of India]]
[[Εικόνα: Θεμα2-6.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 6: Methodology for Drought Assessment under NADAMS project]]
[[Εικόνα: eik.1a-7.png‎‎|thumb|right|Εικόνα 7: District level drought assessment during September, 2013 under DAMS project]]
[[Εικόνα: Θεμα2-8.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 8: Flooded rice area mapping in Odisha state of Indian post Phailin cyclone]]
[[Εικόνα: Θεμα2-9.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 9: Rabi season crop alert assessment for 8 states of India during February, 2014]]

[[category:Φυσικά φαινόμενα]]

Περίληψη:
Η χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων για την πρόβλεψη της φυτικής παραγωγής πριν την συγκομιδή έχει τεθεί σε εφαρμογή στην Ινδία βάσει ενός εθνικού προγράμματος που ονομάζεται FASAL και χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Γεωργίας. Σύμφωνα με το πρόγραμμα αυτό οι προβλέψεις αφορούν πρόβλεψη της εσοδείας των μεγάλων καλλιεργειών της χώρας σε Εθνικό αλλά και στα Περιφερειακά Επίπεδα .
Ομοίως, υλοποιείται και ένα άλλο πρόγραμμα το NADAMS με το οποίο δημιουργήθηκε σύστημα αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από πολλαπλές πηγές ενσωματώθηκαν με τις πληροφορίες για το έδαφος και τις μετεωρολογικές συνθήκες προκειμένου να αξιολογηθούν σε επίπεδο ξηρασίας 13 πολιτείες της Ινδίας. Η μεθοδολογία για τα δύο αυτά
προγράμματα αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στο Εθνικό κέντρο Πρόγνωσης καλλιεργειών του Mahalanobis που δημιουργήθηκε ειδικά από το Υπουργείο Γεωργίας για να καταστεί λειτουργική η εφαρμογή της διαστημικής τεχνολογίας στον τομέα της γεωργίας.

Βασική μεθοδολογία.

Στην Ινδία, η γεωργία είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς στον οποίο εφαρμόζεται η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης. Σε εθνικό επίπεδο έχουν αναπτυχθεί διάφορες
γεωργικές εφαρμογές 'όπου αναδεικνύεται η χρήση της τηλεπισκόπησης. Τα στοιχεία παρέχονται από τους αισθητήρες / δορυφόρους που αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας (ISRO). Ορισμένες από αυτές τις εφαρμογές περιλαμβάνουν, τον υπολογισμό της έκτασης των καλλιεργειών και την εκτίμηση της παραγωγής , την ανάλυση του συστήματος των καλλιεργειών , την διαχείριση των γεωργικών υδάτων, την αξιολόγηση και την παρακολούθηση της ξηρασίας,
την ανάπτυξη των κηπευτικών ,την εφαρμογή γεωργίας ακριβείας, την χαρτογράφηση των εδαφικών πόρων, την πρόβλεψη παραγωγής στην αλιευτική ζώνη, την ανάπτυξη των λεκανών απορροής, τις κλιματικές επιπτώσεις στη γεωργία και λοιπά.
Μερικές από αυτές τις εφαρμογές έχουν μεταφερθεί στην υπηρεσία των χρηστών . Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη θεσμοθέτηση των εφαρμογών τηλεπισκόπησης στη χώρα μέσω του Εθνικού κέντρου Πρόγνωση καλλιεργειών του Mahalanobis που υλοποιεί τα παραπάνω δύο προγράμματα τα οποία αναλύονται στο συγκεκριμένο άρθρο.

1 Πρόβλεψη απόδοσης των καλλιεργειών

Η πρόβλεψης της απόδοσης των καλλιεργειών είναι απαραίτητη για διάφορους γεωργικούς σκοπούς σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της τιμολόγησης, τις εισαγωγές / εξαγωγές, τα μέτρα έκτακτης ανάγκης, κλπ
Σύμφωνα με το εφαρμοζόμενο Πρόγραμμα FASAL που βρίσκεται σε εφαρμογή από το 2006 με τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης παρέχονται πολλαπλές προβλέψεις παραγωγής πριν την συγκομιδή των καλλιεργειών.
Η απόδοση των καλλιεργειών υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μοντέλα αποδόσεων
αγρομετεωρολογικά / φασματικά και μοντέλα προσομοίωσης της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Η FASAL προσέγγιση επίσης περιλαμβάνει τη χρήση οικονομετρικών μοντέλων για την πρόβλεψη της περιοχής και της παραγωγής πριν από τη σπορά. Στο πρόγραμμα FASAL ενσωματώνεται η δραστηριότητα πολλών οργανώσεων και αφορά συγκεκριμένα είδη καλλιεργειών. (Εικ1 και 2)

1.1 Συλλογή στοιχείων εδάφους με χρήση smart phones

Πριν τα στοιχεία εδάφους συγκεντρωνόταν με χρήση GPS, στη συνέχεια η συλλογή γίνεται με smart phones και μέσω συστήματος androit μεταφέρονται σε κεντρικό server για επεξεργασία. Το 2013-2014 συνελέγησαν πληροφορίες αδάφους από 5800 σημεία από 160 πολιτείες( εικ 3)

1.2 Τηλεπισκόπιση βασισμένη σε πειράματα κοπής καλλιεργειών (σοδειάς)

Για να αποφευχθούν τα σφάλματα δειγματοληψίας της συμβατικής μεθόδου των πειραμάτων κοπής των καλλιεργειών , τηλεσκοπικά και με την βοήθεια των δορυφόρων RISAT-1 και 2 στην συχνότητα (δείκτης βλάστησης ) NDVI δημιουργήθηκαν χάρτες απόδοσης υψηλής αποτελεσματικότητας .( Εικ 4)

1.3Εξέλιξη της εμφάνισης των καλλιεργειών

Ο NDV προέρχεται από τον δορυφόρο INSAT-3A που είναι εξαιρετικά χρήσιμος λόγω της υψηλής χρονικής συχνότητας και βλέπει την φασματική υπογραφή της καλλιέργειας και δηλώνει την εξέλιξή της.( Εικ. 5)

2.Αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας
2.1 Η ξηρασία και οι επιπτώσεις των πλημμυρών , στοιχεία αξιολόγησης της γεωργίας .

Η Γεωργία στην Ινδία, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από δύο σημαντικές υδρο-μετεωρολογικές καταστροφές, δηλαδή την ξηρασία και τις πλημμύρες. Δεδομένου ότι και οι δύο αυτές καταστροφές επηρεάζουν μεγάλη περιοχή, η παρακολούθησης με δορυφορικά συστήματα είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Μέσω του προγράμματος NADAMS και με διάφορους φασματικούς δείκτες παράγονται χάρτες που εμφανίζονται στη γεω-πύλη (www.ncfc.gov.in),μαζί με τα προφίλ NDVI και τις εκτιμήσεις και όπου οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση( Εικ6 και7)

2.2 Χαρτογράφιση περιοχών ρυζοκαλλιέργειας που πλημμύρισαν

Με την βοήθεια του RISAT αναπτύχθηκε χάρτης ρυζοκαλλιέργειας που ενσωματώθηκε στον χάρτη πλημμυρών του Εθνικού Κέντρου Τηλεανίχνευσης για να χαρτογραφήσει τις περιοχές της καλλιέργειας ρυζιού στο πλαίσιο της πλημμύρας. Η ορθότητα των στοιχείων επιβεβαιώθηκε κατά 89%με εκ των υστέρων μετρήσεις με στοιχεία εδάφους. (Εικ.8)

2.3 Σύστημα προειδοποίησης για την εποχική καλλιέργεια rabi.

Με την χρήση του φασματοφωτόμετρου Modis και των δεικτών βλάστησης NDVI και θερμοκρασίας NDWI διαπιστώθηκε ότι η κατάσταση των καλλιεργειών ήταν φυσιολογική κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου του Rabi το 2013-14 (Εικ9)

3.Συμπεράσματα

Τα παραδείγματα που παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο έχουν δείξει πως τηλεπισκοπικά δεδομένα από διάφορες πηγές, σε συνδυασμό με άλλα βοηθητικά δεδομένα, έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την επιχειρησιακή αξιολόγηση της γεωργίας στη χώρα. Εντούτοις, υπάρχει ανάγκη για περαιτέρω επέκταση της ζώνης δραστηριότητας ως εξής. Οι μελλοντικές εξελίξεις που προβλέπονται σε αυτόν τον τομέα. i) να αναφέρονται σε περισσότερες καλλιέργειες και να καλύπτουν περισσότερο αριθμό πολιτειών, ii) να αναπτυχτούν μοντέλα φασματικής απόδοσης για όλες τις καλλιέργειες, iii) να γίνει αξιολόγηση των βιοτικών και αβιοτικών επιπτώσεων των καταστροφών
στη γεωργία, iv) να γίνεται παρακολούθηση των επιπτώσεων των γεωργικών αναπτυξιακών προγραμμάτων της χώρας, καθώς και v)Αξιολόγηση καλλιέργειας Κηπευτικών και vii) Διαχείριση γεωργικών πόρων

Αρχείο:Eik1a-7.png

2015-02-20T22:53:29Z

Elenroku:

Αρχείο:Eik.1a-7.png

2015-02-20T22:51:26Z

Elenroku:

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία

2015-02-20T22:50:26Z

Elenroku:

[[Εικόνα: eik.1a-1.png‎|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Θεμα2-2.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 2: A typical 3-date RISAT-1 colour composite showing Rice crop of different transplanting time]]
[[Εικόνα: Θεμα2-3.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 3: Real time ground truth collection using smart phone, a) Android App developed by NRSC, b)Ground Truth sites available on Bhuvan server]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for selecting sites for Crop Cutting Experiments for rice crop in Bihar]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4..jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for generating a yield map]]
[[Εικόνα: Θεμα2-5.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 5: Map of Rabi season crop Emergence Area progression in 6 States of India]]
[[Εικόνα: Θεμα2-6.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 6: Methodology for Drought Assessment under NADAMS project]]
[[Εικόνα: eik.1-7.png‎‎|thumb|right|Εικόνα 7: District level drought assessment during September, 2013 under DAMS project]]
[[Εικόνα: Θεμα2-8.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 8: Flooded rice area mapping in Odisha state of Indian post Phailin cyclone]]
[[Εικόνα: Θεμα2-9.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 9: Rabi season crop alert assessment for 8 states of India during February, 2014]]

[[category:Φυσικά φαινόμενα]]

Περίληψη:
Η χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων για την πρόβλεψη της φυτικής παραγωγής πριν την συγκομιδή έχει τεθεί σε εφαρμογή στην Ινδία βάσει ενός εθνικού προγράμματος που ονομάζεται FASAL και χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Γεωργίας. Σύμφωνα με το πρόγραμμα αυτό οι προβλέψεις αφορούν πρόβλεψη της εσοδείας των μεγάλων καλλιεργειών της χώρας σε Εθνικό αλλά και στα Περιφερειακά Επίπεδα .
Ομοίως, υλοποιείται και ένα άλλο πρόγραμμα το NADAMS με το οποίο δημιουργήθηκε σύστημα αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από πολλαπλές πηγές ενσωματώθηκαν με τις πληροφορίες για το έδαφος και τις μετεωρολογικές συνθήκες προκειμένου να αξιολογηθούν σε επίπεδο ξηρασίας 13 πολιτείες της Ινδίας. Η μεθοδολογία για τα δύο αυτά
προγράμματα αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στο Εθνικό κέντρο Πρόγνωσης καλλιεργειών του Mahalanobis που δημιουργήθηκε ειδικά από το Υπουργείο Γεωργίας για να καταστεί λειτουργική η εφαρμογή της διαστημικής τεχνολογίας στον τομέα της γεωργίας.

Βασική μεθοδολογία.

Στην Ινδία, η γεωργία είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς στον οποίο εφαρμόζεται η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης. Σε εθνικό επίπεδο έχουν αναπτυχθεί διάφορες
γεωργικές εφαρμογές 'όπου αναδεικνύεται η χρήση της τηλεπισκόπησης. Τα στοιχεία παρέχονται από τους αισθητήρες / δορυφόρους που αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας (ISRO). Ορισμένες από αυτές τις εφαρμογές περιλαμβάνουν, τον υπολογισμό της έκτασης των καλλιεργειών και την εκτίμηση της παραγωγής , την ανάλυση του συστήματος των καλλιεργειών , την διαχείριση των γεωργικών υδάτων, την αξιολόγηση και την παρακολούθηση της ξηρασίας,
την ανάπτυξη των κηπευτικών ,την εφαρμογή γεωργίας ακριβείας, την χαρτογράφηση των εδαφικών πόρων, την πρόβλεψη παραγωγής στην αλιευτική ζώνη, την ανάπτυξη των λεκανών απορροής, τις κλιματικές επιπτώσεις στη γεωργία και λοιπά.
Μερικές από αυτές τις εφαρμογές έχουν μεταφερθεί στην υπηρεσία των χρηστών . Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη θεσμοθέτηση των εφαρμογών τηλεπισκόπησης στη χώρα μέσω του Εθνικού κέντρου Πρόγνωση καλλιεργειών του Mahalanobis που υλοποιεί τα παραπάνω δύο προγράμματα τα οποία αναλύονται στο συγκεκριμένο άρθρο.

1 Πρόβλεψη απόδοσης των καλλιεργειών

Η πρόβλεψης της απόδοσης των καλλιεργειών είναι απαραίτητη για διάφορους γεωργικούς σκοπούς σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της τιμολόγησης, τις εισαγωγές / εξαγωγές, τα μέτρα έκτακτης ανάγκης, κλπ
Σύμφωνα με το εφαρμοζόμενο Πρόγραμμα FASAL που βρίσκεται σε εφαρμογή από το 2006 με τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης παρέχονται πολλαπλές προβλέψεις παραγωγής πριν την συγκομιδή των καλλιεργειών.
Η απόδοση των καλλιεργειών υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μοντέλα αποδόσεων
αγρομετεωρολογικά / φασματικά και μοντέλα προσομοίωσης της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Η FASAL προσέγγιση επίσης περιλαμβάνει τη χρήση οικονομετρικών μοντέλων για την πρόβλεψη της περιοχής και της παραγωγής πριν από τη σπορά. Στο πρόγραμμα FASAL ενσωματώνεται η δραστηριότητα πολλών οργανώσεων και αφορά συγκεκριμένα είδη καλλιεργειών. (Εικ1 και 2)

1.1 Συλλογή στοιχείων εδάφους με χρήση smart phones

Πριν τα στοιχεία εδάφους συγκεντρωνόταν με χρήση GPS, στη συνέχεια η συλλογή γίνεται με smart phones και μέσω συστήματος androit μεταφέρονται σε κεντρικό server για επεξεργασία. Το 2013-2014 συνελέγησαν πληροφορίες αδάφους από 5800 σημεία από 160 πολιτείες( εικ 3)

1.2 Τηλεπισκόπιση βασισμένη σε πειράματα κοπής καλλιεργειών (σοδειάς)

Για να αποφευχθούν τα σφάλματα δειγματοληψίας της συμβατικής μεθόδου των πειραμάτων κοπής των καλλιεργειών , τηλεσκοπικά και με την βοήθεια των δορυφόρων RISAT-1 και 2 στην συχνότητα (δείκτης βλάστησης ) NDVI δημιουργήθηκαν χάρτες απόδοσης υψηλής αποτελεσματικότητας .( Εικ 4)

1.3Εξέλιξη της εμφάνισης των καλλιεργειών

Ο NDV προέρχεται από τον δορυφόρο INSAT-3A που είναι εξαιρετικά χρήσιμος λόγω της υψηλής χρονικής συχνότητας και βλέπει την φασματική υπογραφή της καλλιέργειας και δηλώνει την εξέλιξή της.( Εικ. 5)

2.Αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας
2.1 Η ξηρασία και οι επιπτώσεις των πλημμυρών , στοιχεία αξιολόγησης της γεωργίας .

Η Γεωργία στην Ινδία, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από δύο σημαντικές υδρο-μετεωρολογικές καταστροφές, δηλαδή την ξηρασία και τις πλημμύρες. Δεδομένου ότι και οι δύο αυτές καταστροφές επηρεάζουν μεγάλη περιοχή, η παρακολούθησης με δορυφορικά συστήματα είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Μέσω του προγράμματος NADAMS και με διάφορους φασματικούς δείκτες παράγονται χάρτες που εμφανίζονται στη γεω-πύλη (www.ncfc.gov.in),μαζί με τα προφίλ NDVI και τις εκτιμήσεις και όπου οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση( Εικ6 και7)

2.2 Χαρτογράφιση περιοχών ρυζοκαλλιέργειας που πλημμύρισαν

Με την βοήθεια του RISAT αναπτύχθηκε χάρτης ρυζοκαλλιέργειας που ενσωματώθηκε στον χάρτη πλημμυρών του Εθνικού Κέντρου Τηλεανίχνευσης για να χαρτογραφήσει τις περιοχές της καλλιέργειας ρυζιού στο πλαίσιο της πλημμύρας. Η ορθότητα των στοιχείων επιβεβαιώθηκε κατά 89%με εκ των υστέρων μετρήσεις με στοιχεία εδάφους. (Εικ.8)

2.3 Σύστημα προειδοποίησης για την εποχική καλλιέργεια rabi.

Με την χρήση του φασματοφωτόμετρου Modis και των δεικτών βλάστησης NDVI και θερμοκρασίας NDWI διαπιστώθηκε ότι η κατάσταση των καλλιεργειών ήταν φυσιολογική κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου του Rabi το 2013-14 (Εικ9)

3.Συμπεράσματα

Τα παραδείγματα που παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο έχουν δείξει πως τηλεπισκοπικά δεδομένα από διάφορες πηγές, σε συνδυασμό με άλλα βοηθητικά δεδομένα, έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την επιχειρησιακή αξιολόγηση της γεωργίας στη χώρα. Εντούτοις, υπάρχει ανάγκη για περαιτέρω επέκταση της ζώνης δραστηριότητας ως εξής. Οι μελλοντικές εξελίξεις που προβλέπονται σε αυτόν τον τομέα. i) να αναφέρονται σε περισσότερες καλλιέργειες και να καλύπτουν περισσότερο αριθμό πολιτειών, ii) να αναπτυχτούν μοντέλα φασματικής απόδοσης για όλες τις καλλιέργειες, iii) να γίνει αξιολόγηση των βιοτικών και αβιοτικών επιπτώσεων των καταστροφών
στη γεωργία, iv) να γίνεται παρακολούθηση των επιπτώσεων των γεωργικών αναπτυξιακών προγραμμάτων της χώρας, καθώς και v)Αξιολόγηση καλλιέργειας Κηπευτικών και vii) Διαχείριση γεωργικών πόρων

Αρχείο:Eik.1a-1.png

2015-02-20T22:49:40Z

Elenroku:

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία

2015-02-20T22:45:48Z

Elenroku:

[[Εικόνα: eik.1-1.png‎|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Θεμα2-2.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 2: A typical 3-date RISAT-1 colour composite showing Rice crop of different transplanting time]]
[[Εικόνα: Θεμα2-3.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 3: Real time ground truth collection using smart phone, a) Android App developed by NRSC, b)Ground Truth sites available on Bhuvan server]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for selecting sites for Crop Cutting Experiments for rice crop in Bihar]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4..jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for generating a yield map]]
[[Εικόνα: Θεμα2-5.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 5: Map of Rabi season crop Emergence Area progression in 6 States of India]]
[[Εικόνα: Θεμα2-6.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 6: Methodology for Drought Assessment under NADAMS project]]
[[Εικόνα: eik.1-7.png‎‎|thumb|right|Εικόνα 7: District level drought assessment during September, 2013 under DAMS project]]
[[Εικόνα: Θεμα2-8.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 8: Flooded rice area mapping in Odisha state of Indian post Phailin cyclone]]
[[Εικόνα: Θεμα2-9.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 9: Rabi season crop alert assessment for 8 states of India during February, 2014]]

[[category:Φυσικά φαινόμενα]]

Περίληψη:
Η χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων για την πρόβλεψη της φυτικής παραγωγής πριν την συγκομιδή έχει τεθεί σε εφαρμογή στην Ινδία βάσει ενός εθνικού προγράμματος που ονομάζεται FASAL και χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Γεωργίας. Σύμφωνα με το πρόγραμμα αυτό οι προβλέψεις αφορούν πρόβλεψη της εσοδείας των μεγάλων καλλιεργειών της χώρας σε Εθνικό αλλά και στα Περιφερειακά Επίπεδα .
Ομοίως, υλοποιείται και ένα άλλο πρόγραμμα το NADAMS με το οποίο δημιουργήθηκε σύστημα αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από πολλαπλές πηγές ενσωματώθηκαν με τις πληροφορίες για το έδαφος και τις μετεωρολογικές συνθήκες προκειμένου να αξιολογηθούν σε επίπεδο ξηρασίας 13 πολιτείες της Ινδίας. Η μεθοδολογία για τα δύο αυτά
προγράμματα αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στο Εθνικό κέντρο Πρόγνωσης καλλιεργειών του Mahalanobis που δημιουργήθηκε ειδικά από το Υπουργείο Γεωργίας για να καταστεί λειτουργική η εφαρμογή της διαστημικής τεχνολογίας στον τομέα της γεωργίας.

Βασική μεθοδολογία.

Στην Ινδία, η γεωργία είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς στον οποίο εφαρμόζεται η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης. Σε εθνικό επίπεδο έχουν αναπτυχθεί διάφορες
γεωργικές εφαρμογές 'όπου αναδεικνύεται η χρήση της τηλεπισκόπησης. Τα στοιχεία παρέχονται από τους αισθητήρες / δορυφόρους που αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας (ISRO). Ορισμένες από αυτές τις εφαρμογές περιλαμβάνουν, τον υπολογισμό της έκτασης των καλλιεργειών και την εκτίμηση της παραγωγής , την ανάλυση του συστήματος των καλλιεργειών , την διαχείριση των γεωργικών υδάτων, την αξιολόγηση και την παρακολούθηση της ξηρασίας,
την ανάπτυξη των κηπευτικών ,την εφαρμογή γεωργίας ακριβείας, την χαρτογράφηση των εδαφικών πόρων, την πρόβλεψη παραγωγής στην αλιευτική ζώνη, την ανάπτυξη των λεκανών απορροής, τις κλιματικές επιπτώσεις στη γεωργία και λοιπά.
Μερικές από αυτές τις εφαρμογές έχουν μεταφερθεί στην υπηρεσία των χρηστών . Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη θεσμοθέτηση των εφαρμογών τηλεπισκόπησης στη χώρα μέσω του Εθνικού κέντρου Πρόγνωση καλλιεργειών του Mahalanobis που υλοποιεί τα παραπάνω δύο προγράμματα τα οποία αναλύονται στο συγκεκριμένο άρθρο.

1 Πρόβλεψη απόδοσης των καλλιεργειών

Η πρόβλεψης της απόδοσης των καλλιεργειών είναι απαραίτητη για διάφορους γεωργικούς σκοπούς σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της τιμολόγησης, τις εισαγωγές / εξαγωγές, τα μέτρα έκτακτης ανάγκης, κλπ
Σύμφωνα με το εφαρμοζόμενο Πρόγραμμα FASAL που βρίσκεται σε εφαρμογή από το 2006 με τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης παρέχονται πολλαπλές προβλέψεις παραγωγής πριν την συγκομιδή των καλλιεργειών.
Η απόδοση των καλλιεργειών υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μοντέλα αποδόσεων
αγρομετεωρολογικά / φασματικά και μοντέλα προσομοίωσης της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Η FASAL προσέγγιση επίσης περιλαμβάνει τη χρήση οικονομετρικών μοντέλων για την πρόβλεψη της περιοχής και της παραγωγής πριν από τη σπορά. Στο πρόγραμμα FASAL ενσωματώνεται η δραστηριότητα πολλών οργανώσεων και αφορά συγκεκριμένα είδη καλλιεργειών. (Εικ1 και 2)

1.1 Συλλογή στοιχείων εδάφους με χρήση smart phones

Πριν τα στοιχεία εδάφους συγκεντρωνόταν με χρήση GPS, στη συνέχεια η συλλογή γίνεται με smart phones και μέσω συστήματος androit μεταφέρονται σε κεντρικό server για επεξεργασία. Το 2013-2014 συνελέγησαν πληροφορίες αδάφους από 5800 σημεία από 160 πολιτείες( εικ 3)

1.2 Τηλεπισκόπιση βασισμένη σε πειράματα κοπής καλλιεργειών (σοδειάς)

Για να αποφευχθούν τα σφάλματα δειγματοληψίας της συμβατικής μεθόδου των πειραμάτων κοπής των καλλιεργειών , τηλεσκοπικά και με την βοήθεια των δορυφόρων RISAT-1 και 2 στην συχνότητα (δείκτης βλάστησης ) NDVI δημιουργήθηκαν χάρτες απόδοσης υψηλής αποτελεσματικότητας .( Εικ 4)

1.3Εξέλιξη της εμφάνισης των καλλιεργειών

Ο NDV προέρχεται από τον δορυφόρο INSAT-3A που είναι εξαιρετικά χρήσιμος λόγω της υψηλής χρονικής συχνότητας και βλέπει την φασματική υπογραφή της καλλιέργειας και δηλώνει την εξέλιξή της.( Εικ. 5)

2.Αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας
2.1 Η ξηρασία και οι επιπτώσεις των πλημμυρών , στοιχεία αξιολόγησης της γεωργίας .

Η Γεωργία στην Ινδία, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από δύο σημαντικές υδρο-μετεωρολογικές καταστροφές, δηλαδή την ξηρασία και τις πλημμύρες. Δεδομένου ότι και οι δύο αυτές καταστροφές επηρεάζουν μεγάλη περιοχή, η παρακολούθησης με δορυφορικά συστήματα είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Μέσω του προγράμματος NADAMS και με διάφορους φασματικούς δείκτες παράγονται χάρτες που εμφανίζονται στη γεω-πύλη (www.ncfc.gov.in),μαζί με τα προφίλ NDVI και τις εκτιμήσεις και όπου οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση( Εικ6 και7)

2.2 Χαρτογράφιση περιοχών ρυζοκαλλιέργειας που πλημμύρισαν

Με την βοήθεια του RISAT αναπτύχθηκε χάρτης ρυζοκαλλιέργειας που ενσωματώθηκε στον χάρτη πλημμυρών του Εθνικού Κέντρου Τηλεανίχνευσης για να χαρτογραφήσει τις περιοχές της καλλιέργειας ρυζιού στο πλαίσιο της πλημμύρας. Η ορθότητα των στοιχείων επιβεβαιώθηκε κατά 89%με εκ των υστέρων μετρήσεις με στοιχεία εδάφους. (Εικ.8)

2.3 Σύστημα προειδοποίησης για την εποχική καλλιέργεια rabi.

Με την χρήση του φασματοφωτόμετρου Modis και των δεικτών βλάστησης NDVI και θερμοκρασίας NDWI διαπιστώθηκε ότι η κατάσταση των καλλιεργειών ήταν φυσιολογική κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου του Rabi το 2013-14 (Εικ9)

3.Συμπεράσματα

Τα παραδείγματα που παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο έχουν δείξει πως τηλεπισκοπικά δεδομένα από διάφορες πηγές, σε συνδυασμό με άλλα βοηθητικά δεδομένα, έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την επιχειρησιακή αξιολόγηση της γεωργίας στη χώρα. Εντούτοις, υπάρχει ανάγκη για περαιτέρω επέκταση της ζώνης δραστηριότητας ως εξής. Οι μελλοντικές εξελίξεις που προβλέπονται σε αυτόν τον τομέα. i) να αναφέρονται σε περισσότερες καλλιέργειες και να καλύπτουν περισσότερο αριθμό πολιτειών, ii) να αναπτυχτούν μοντέλα φασματικής απόδοσης για όλες τις καλλιέργειες, iii) να γίνει αξιολόγηση των βιοτικών και αβιοτικών επιπτώσεων των καταστροφών
στη γεωργία, iv) να γίνεται παρακολούθηση των επιπτώσεων των γεωργικών αναπτυξιακών προγραμμάτων της χώρας, καθώς και v)Αξιολόγηση καλλιέργειας Κηπευτικών και vii) Διαχείριση γεωργικών πόρων

Αρχείο:Eik 1-7.png

2015-02-20T19:25:29Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Eik 1-7.png"

Αρχείο:Eik 1-1.png

2015-02-20T19:24:38Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Eik 1-1.png"

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία

2015-02-20T19:23:12Z

Elenroku:

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία

2015-02-20T19:20:58Z

Elenroku:

[[Εικόνα: eik1-1.png‎|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Θεμα2-2.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 2: A typical 3-date RISAT-1 colour composite showing Rice crop of different transplanting time]]
[[Εικόνα: Θεμα2-3.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 3: Real time ground truth collection using smart phone, a) Android App developed by NRSC, b)Ground Truth sites available on Bhuvan server]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for selecting sites for Crop Cutting Experiments for rice crop in Bihar]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4..jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for generating a yield map]]
[[Εικόνα: Θεμα2-5.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 5: Map of Rabi season crop Emergence Area progression in 6 States of India]]
[[Εικόνα: Θεμα2-6.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 6: Methodology for Drought Assessment under NADAMS project]]
[[Εικόνα: eik1-7.png‎‎|thumb|right|Εικόνα 7: District level drought assessment during September, 2013 under DAMS project]]
[[Εικόνα: Θεμα2-8.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 8: Flooded rice area mapping in Odisha state of Indian post Phailin cyclone]]
[[Εικόνα: Θεμα2-9.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 9: Rabi season crop alert assessment for 8 states of India during February, 2014]]

[[category:Φυσικά φαινόμενα]]

Περίληψη:
Η χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων για την πρόβλεψη της φυτικής παραγωγής πριν την συγκομιδή έχει τεθεί σε εφαρμογή στην Ινδία βάσει ενός εθνικού προγράμματος που ονομάζεται FASAL και χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Γεωργίας. Σύμφωνα με το πρόγραμμα αυτό οι προβλέψεις αφορούν πρόβλεψη της εσοδείας των μεγάλων καλλιεργειών της χώρας σε Εθνικό αλλά και στα Περιφερειακά Επίπεδα .
Ομοίως, υλοποιείται και ένα άλλο πρόγραμμα το NADAMS με το οποίο δημιουργήθηκε σύστημα αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από πολλαπλές πηγές ενσωματώθηκαν με τις πληροφορίες για το έδαφος και τις μετεωρολογικές συνθήκες προκειμένου να αξιολογηθούν σε επίπεδο ξηρασίας 13 πολιτείες της Ινδίας. Η μεθοδολογία για τα δύο αυτά
προγράμματα αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στο Εθνικό κέντρο Πρόγνωσης καλλιεργειών του Mahalanobis που δημιουργήθηκε ειδικά από το Υπουργείο Γεωργίας για να καταστεί λειτουργική η εφαρμογή της διαστημικής τεχνολογίας στον τομέα της γεωργίας.

Βασική μεθοδολογία.

Στην Ινδία, η γεωργία είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς στον οποίο εφαρμόζεται η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης. Σε εθνικό επίπεδο έχουν αναπτυχθεί διάφορες
γεωργικές εφαρμογές 'όπου αναδεικνύεται η χρήση της τηλεπισκόπησης. Τα στοιχεία παρέχονται από τους αισθητήρες / δορυφόρους που αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας (ISRO). Ορισμένες από αυτές τις εφαρμογές περιλαμβάνουν, τον υπολογισμό της έκτασης των καλλιεργειών και την εκτίμηση της παραγωγής , την ανάλυση του συστήματος των καλλιεργειών , την διαχείριση των γεωργικών υδάτων, την αξιολόγηση και την παρακολούθηση της ξηρασίας,
την ανάπτυξη των κηπευτικών ,την εφαρμογή γεωργίας ακριβείας, την χαρτογράφηση των εδαφικών πόρων, την πρόβλεψη παραγωγής στην αλιευτική ζώνη, την ανάπτυξη των λεκανών απορροής, τις κλιματικές επιπτώσεις στη γεωργία και λοιπά.
Μερικές από αυτές τις εφαρμογές έχουν μεταφερθεί στην υπηρεσία των χρηστών . Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη θεσμοθέτηση των εφαρμογών τηλεπισκόπησης στη χώρα μέσω του Εθνικού κέντρου Πρόγνωση καλλιεργειών του Mahalanobis που υλοποιεί τα παραπάνω δύο προγράμματα τα οποία αναλύονται στο συγκεκριμένο άρθρο.

1 Πρόβλεψη απόδοσης των καλλιεργειών

Η πρόβλεψης της απόδοσης των καλλιεργειών είναι απαραίτητη για διάφορους γεωργικούς σκοπούς σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της τιμολόγησης, τις εισαγωγές / εξαγωγές, τα μέτρα έκτακτης ανάγκης, κλπ
Σύμφωνα με το εφαρμοζόμενο Πρόγραμμα FASAL που βρίσκεται σε εφαρμογή από το 2006 με τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης παρέχονται πολλαπλές προβλέψεις παραγωγής πριν την συγκομιδή των καλλιεργειών.
Η απόδοση των καλλιεργειών υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μοντέλα αποδόσεων
αγρομετεωρολογικά / φασματικά και μοντέλα προσομοίωσης της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Η FASAL προσέγγιση επίσης περιλαμβάνει τη χρήση οικονομετρικών μοντέλων για την πρόβλεψη της περιοχής και της παραγωγής πριν από τη σπορά. Στο πρόγραμμα FASAL ενσωματώνεται η δραστηριότητα πολλών οργανώσεων και αφορά συγκεκριμένα είδη καλλιεργειών. (Εικ1 και 2)

1.1 Συλλογή στοιχείων εδάφους με χρήση smart phones

Πριν τα στοιχεία εδάφους συγκεντρωνόταν με χρήση GPS, στη συνέχεια η συλλογή γίνεται με smart phones και μέσω συστήματος androit μεταφέρονται σε κεντρικό server για επεξεργασία. Το 2013-2014 συνελέγησαν πληροφορίες αδάφους από 5800 σημεία από 160 πολιτείες( εικ 3)

1.2 Τηλεπισκόπιση βασισμένη σε πειράματα κοπής καλλιεργειών (σοδειάς)

Για να αποφευχθούν τα σφάλματα δειγματοληψίας της συμβατικής μεθόδου των πειραμάτων κοπής των καλλιεργειών , τηλεσκοπικά και με την βοήθεια των δορυφόρων RISAT-1 και 2 στην συχνότητα (δείκτης βλάστησης ) NDVI δημιουργήθηκαν χάρτες απόδοσης υψηλής αποτελεσματικότητας .( Εικ 4)

1.3Εξέλιξη της εμφάνισης των καλλιεργειών

Ο NDV προέρχεται από τον δορυφόρο INSAT-3A που είναι εξαιρετικά χρήσιμος λόγω της υψηλής χρονικής συχνότητας και βλέπει την φασματική υπογραφή της καλλιέργειας και δηλώνει την εξέλιξή της.( Εικ. 5)

2.Αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας
2.1 Η ξηρασία και οι επιπτώσεις των πλημμυρών , στοιχεία αξιολόγησης της γεωργίας .

Η Γεωργία στην Ινδία, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από δύο σημαντικές υδρο-μετεωρολογικές καταστροφές, δηλαδή την ξηρασία και τις πλημμύρες. Δεδομένου ότι και οι δύο αυτές καταστροφές επηρεάζουν μεγάλη περιοχή, η παρακολούθησης με δορυφορικά συστήματα είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Μέσω του προγράμματος NADAMS και με διάφορους φασματικούς δείκτες παράγονται χάρτες που εμφανίζονται στη γεω-πύλη (www.ncfc.gov.in),μαζί με τα προφίλ NDVI και τις εκτιμήσεις και όπου οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση( Εικ6 και7)

2.2 Χαρτογράφιση περιοχών ρυζοκαλλιέργειας που πλημμύρισαν

Με την βοήθεια του RISAT αναπτύχθηκε χάρτης ρυζοκαλλιέργειας που ενσωματώθηκε στον χάρτη πλημμυρών του Εθνικού Κέντρου Τηλεανίχνευσης για να χαρτογραφήσει τις περιοχές της καλλιέργειας ρυζιού στο πλαίσιο της πλημμύρας. Η ορθότητα των στοιχείων επιβεβαιώθηκε κατά 89%με εκ των υστέρων μετρήσεις με στοιχεία εδάφους. (Εικ.8)

2.3 Σύστημα προειδοποίησης για την εποχική καλλιέργεια rabi.

Με την χρήση του φασματοφωτόμετρου Modis και των δεικτών βλάστησης NDVI και θερμοκρασίας NDWI διαπιστώθηκε ότι η κατάσταση των καλλιεργειών ήταν φυσιολογική κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου του Rabi το 2013-14 (Εικ9)

3.Συμπεράσματα

Τα παραδείγματα που παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο έχουν δείξει πως τηλεπισκοπικά δεδομένα από διάφορες πηγές, σε συνδυασμό με άλλα βοηθητικά δεδομένα, έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την επιχειρησιακή αξιολόγηση της γεωργίας στη χώρα. Εντούτοις, υπάρχει ανάγκη για περαιτέρω επέκταση της ζώνης δραστηριότητας ως εξής. Οι μελλοντικές εξελίξεις που προβλέπονται σε αυτόν τον τομέα. i) να αναφέρονται σε περισσότερες καλλιέργειες και να καλύπτουν περισσότερο αριθμό πολιτειών, ii) να αναπτυχτούν μοντέλα φασματικής απόδοσης για όλες τις καλλιέργειες, iii) να γίνει αξιολόγηση των βιοτικών και αβιοτικών επιπτώσεων των καταστροφών
στη γεωργία, iv) να γίνεται παρακολούθηση των επιπτώσεων των γεωργικών αναπτυξιακών προγραμμάτων της χώρας, καθώς και v)Αξιολόγηση καλλιέργειας Κηπευτικών και vii) Διαχείριση γεωργικών πόρων

Αρχείο:Eik 1-7.png

2015-02-20T19:17:35Z

Elenroku:

Αρχείο:Eik 1-1.png

2015-02-20T19:16:54Z

Elenroku:

Προσδιορισμός των γεωργικών αναβαθμίδων μέσω αντικειμενοστραφούς (object oriented) ταξινόμησης

2015-02-20T19:14:03Z

Elenroku:

[[category:Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης]]

[[Εικόνα: Eikona1.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 1: Διάγραμμα ροής]]
[[Εικόνα: Eik.4-2.png‎|thumb|right|Εικόνα 2: Περιοχή μελέτης]]
[[Εικόνα: Eik.4-3.png‎‎|thumb|right|Εικόνα 3: Επικύρωση στοιχείων 1ου (μπλε σημεία) και 2ου (κίτρινα σημεία) επιπέδου]]
[[Εικόνα: Eik.4-4.png‎‎|thumb|right|Εικόνα 4:4:Τρισδιάστατη απεικόνιση των δύο περιοχών με(Α)ή χωρίς αναβαθμίδες(Β)και γενική επισκόπηση( C)]]
[[Εικόνα: Eik.4-5.png‎‎|thumb|right|Εικόνα 5: : Αποτελέσματα της τελικής κατάταξης των αναβαθμίδων. Οι αναβαθμίδες αποτυπώνονται με μπλε χρώμα]]

Γενικά στοιχεία

Οι γεωργικές αναβαθμίδες είναι φιλικά προς το οικοσύστημα στοιχεία γεωργικών υποδομών . Η συντήρησή τους υποστηρίζεται από μέτρα που έχουν θεσπιστεί από την Ευρωπαϊκή Κοινή Αγροτική Πολιτική (ΚΑΠ), σαν τέτοια αναφέρονται τα μέτρα πολλαπλής συμμόρφωσης που απαιτούν πρόληψη της διάβρωσης του εδάφους και διατήρηση της οργανικής τους ύλης καθώς η άμεσες "πράσινες" ενισχύσεις σε όσους καλλιεργούν σε περιοχές οικολογικής εστίασης που βρίσκονται ενδιαιτήματα και χώροι βιοποικιλότητας και όπου προστατεύονται οι υδάτινοι πόροι και αποφεύγεται η διάβρωση του εδάφους. Στο πλαίσιο της εφαρμογής της ΚΑΠ και της παρακολούθησης, υπάρχει τρέχουσα αλλά και μελλοντική ανάγκη για την ανάπτυξη ισχυρών, επαναλαμβανόμενων και οικονομικά αποδοτικών μεθοδολογιών, για την αυτόματη αναγνώριση και παρακολούθηση αυτών των στοιχείων σε κλίμακα αγροκτήματος, όπως είναι οι γραμμές των δένδρων , οι φράκτες και τα όρια των αγρών. Αυτό είναι ένα πολύπλοκο έργο, ιδιαίτερα όταν αναβαθμίδες συνδέονται με πολύπλοκες μορφές φυτοκάλυψης, όπως συμβαίνει με μόνιμες καλλιέργειες (π.χ. ελιές). Σε αυτή την μελέτη παρουσιάζεται μια νέα μεθοδολογία για την αυτόματη και οικονομικά αποδοτική αναγνώριση των αναβαθμίδων χρησιμοποιώντας μόνο εικόνες από τις εμπορικές (off-the -shelf-COTS) ετοιμοπαράδοτες κάμερες επί του σκάφους μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAV).
Χρησιμοποιώντας προηγμένης-τεχνολογίας τεχνικές υπολογιστικής όρασης, δημιουργήθηκαν ορθοφωτογραφίες και ψηφιακά μοντέλα επιφανειών (DSMs) σε 11 cm χωρική ανάλυση με χαμηλή παρέμβαση του χρήστη. Σε ένα δεύτερο στάδιο, αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των αναβαθμίδων χρησιμοποιώντας μια πολλαπλής κλίμακας αντικειμενοστραφή μέθοδο ταξινόμησης. Τα αποτελέσματα δείχνουν τις δυνατότητες αυτής της μεθόδου, ακόμη και σε εξαιρετικά πολύπλοκες γεωργικές περιοχές, τόσο όσον αφορά την ανάκτηση των στοιχείων σε ψηφιακά μοντέλα επιφανειών (DSMs) όσο και την ταξινόμηση των εικόνων. Το DSM που ανακτήθηκαν από τα UAV είχαν πολύ μικρό σφάλμα (RMSE) κατά την εκτίμηση του ύψους των αναβαθμίδων με βάση τα δεδομένα πεδίου που συλλέγονται με GPS. Η επακόλουθη αυτοματοποιημένη ταξινόμηση των αναβαθμίδων έδωσε μια συνολική ακρίβεια του 90% που βασίζεται αποκλειστικά στα φασματική και υψομετρικά δεδομένα που προκύπτουν από τις εικόνες των UAV.
Η ροή εργασιών της παρούσας μελέτης μπορεί να συνοψισθεί σε τέσσερα κύρια στάδια: i) την ανάκτηση των εικόνων, ii) προεπεξεργασία των εικόνων από τα UAV για να δημιουργηθεί ένα ορθομωσαϊκό ψηφιακό μοντέλο επιφάνειας μαζί με τα παράγωγα προϊόντα, iii ) ταξινόμηση των εικόνων, ώστε να δημιουργηθεί ένας δυαδικός χάρτης με αναβαθμίδες/μη αναβαθμίδες και iv) συλλογή αληθινών δεδομένων έδαφος και επικύρωση της ακρίβειας τόσο των δεδομένων από DSM όσο και της ταξινόμησης (Εικ. 1).

Εργαλεία και μέθοδοι
Περιοχή μελέτης και δεδομένα

Οι δοκιμαστικές αναλύσεις έγιναν σε μια περιοχή περίπου 120 εκταρίων που βρίσκεται στην επαρχία της Κόρδοβα (νότια Ισπανία) που καλύπτεται κυρίως από ελαιώνες. Τα ελαιόδεντρα καλλιεργούνται σε σειρές ή σε σχηματισμούς, σε αναβαθμίδες ή μη (Εικ. 2).
Το υψόμετρο της περιοχής μελέτης κυμαίνεται 370-550 m με ᵒ, μια μέση κλίση των 12ᵒ στην ανατολική και νότια πλευρά. Τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν είναι μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) με ειδικών χαρακτηριστικών και δυνατοτήτων φωτογραφικές μηχανές, με ειδικό μηχανισμό πλοήγησης , με σχέδιο πτήσης και με σύνδεση με τον επίγειο σταθμό μέσω ραδιοφώνου 20 Hz.

Επεξεργασία εικόνας

Οι 432 εναέριες εικόνες που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια της πτήσης χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργηθεί το ορθομωσαικό και τα πολύ υψηλής ευκρίνειας ψηφιακά μοντέλα επιφανειών(DSMs) με τη χρήση Pix4UAV λογισμικού (Ecublens, Ελβετία). Χρησιμοποιήθηκε ο Δείκτης βλάστησης (NDVI) καθώς και άλλοι δείκτες .Οι δείκτες αυτοί χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό των διαφόρων τοπογραφικών ανωμαλιών που σχετίζονται με τις αναβαθμίδες ,τα δέντρα και τα κτίρια, στη διαδικασία ταξινόμησης .
Ταξινόμηση αναβαθμίδων
Έγινε με την χρήση της αντικειμενοστραφούς ταξινόμησης σύμφωνα με το eCognition Developer 8 software (TRIMBLE Germany Gmbh),και ακολούθησε μεταταξινόμηση σε ιεραρχική δομή τριών επιπέδων.

Επικύρωση στοιχείων

Έγινε σε δύο επίπεδα Στο πρώτο με σειρά από τομές επί του εδάφους ελέγχθηκε η ακρίβεια του UAV στον εντοπισμό και την μορφολογία των αναβαθμίδων (εικ 3).Σε δεύτερο επίπεδο, για τον έλεγχο του χάρτη αναβαθμίδων , έγινε επικύρωση στοιχείων με μετρήσεις από GPS σε θέσεις που είναι κατανεμημένες τυχαία στην περιοχή μελέτης . Με τους κατάλληλους υπολογισμούς έγινε τελικά η διόρθωση της κατάταξης.

Αποτελέσματα

Με την διαδικασία της ορθοαναγωγής το οπτικό αποτέλεσμα εμφάνισης των DSMs με λεπτομερείς απόψεις των περιοχών με ή χωρίς αναβαθμίδες φαίνονται στο σχήμα 4
Στο σχήμα 5 φαίνονται τα αποτελέσματα της τελικής κατάταξης των αναβαθμίδων

Συμπεράσματα

Η εφαρμογή της Ευρωπαϊκής Κοινής Αγροτικής Πολιτικής απαιτεί την ανάπτυξη των οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων μεθόδων για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση των χαρακτηριστικών στοιχείων που παρέχουν υπηρεσίες προστασίας του οικοσυστήματος, όπως είναι οι γεωργικές αναβαθμίδες. Σε αυτή την εργασία προτάθηκε και δοκιμάστηκε μια μεθοδολογία χαμηλού κόστους για την αυτόματη ταξινόμηση των γεωργικών αναβαθμίδων με την χρήση εικόνων μεγάλης ευκρίνειας που αποκτήθηκαν από μη μετρικές κάμερες που ήταν τοποθετημένες σε χαμηλού κόστους μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV). Οι προϋποθέσεις αυτού του πειράματος ήταν i) η ελαχιστοποίηση του κόστους απόκτησης της εικόνας στο πεδίο και ii) η αποφυγή συλλογής επί πλέον δεδομένων, αφού αξιοποιεί στην διερεύνηση καινοτόμες μεθόδους που είναι σήμερα διαθέσιμες για την τηλεπισκοπική παρακολούθησης της βλάστησης. Ως εκ τούτου, οι εικόνες αποκτήθηκαν και προ-επεξεργάστηκαν χωρίς συλλογή στοιχείων επί του εδάφους , έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί το κόστος σχεδιαζόμενων πτήσεων και η αλληλεπίδραση των χρηστών, αφού η κατάταξη αυτή βασίζεται αποκλειστικά σε φασματικές και υψομετρικές πληροφορίες που προέρχονται από απεικονίσεις με τη χρήση 3D μεθόδων φωτο-ανακατασκευής.
Τα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν αποδεικνύουν την αποτελεσματικότητα αυτού του είδους της τεχνολογίας, ακόμη και σε πολύ σύνθετες γεωργικές περιοχές, τόσο όσον αφορά την αναπαράσταση του ψηφιακού μοντέλου επιφάνειας όσο και το επακόλουθο στάδιο της ταξινόμησης των αναβαθμίδων.
Επετεύχθησαν ψηφιακά μοντέλα επιφανειών με μέση τετραγωνική ρίζα απόκλισης κάτω από 0,5 m και συνολική ακρίβεια ταξινόμησης 90% (με τη χρήση μιας αντικειμενοστρεφούς . ταξινόμησης).
Σε αυτή την προσέγγιση, υψομετρικές και φασματικές πληροφορίες αναλύθηκαν σε διαφορετικές κλίμακες, λαμβάνοντας υπόψη το χωρικό πλαίσιο και την μορφολογία των αντικειμένων στην εικόνα. Ως εκ τούτου, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή και την παρακολούθηση των μέτρων της ΚΑΠ.
Πράγματι, η εφαρμογή αυτή αποτυπώνει σε χρονοσειρά εικόνες και καθιστά δυνατή την συνεχή παρακολούθηση, με σκοπό την προστασία, των γεωργικών αναβαθμίδων ως σημαντικών στοιχείων του οικοσυστήματος. Αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να επεκταθεί για το εντοπισμό και την παρακολούθηση άλλων στοιχείων, όπως χαρακτηριστικά τοπίου (π.χ. μεμονωμένα δένδρα, γραμμές δέντρων, φράκτες)της γεωργικής γης και αποτελεί ένα ενδιαφέρον θέμα για περαιτέρω έρευνα.

Αρχείο:Eik.4-5.png

2015-02-20T18:55:09Z

Elenroku:

Αρχείο:Eik.4-4.png

2015-02-20T18:54:37Z

Elenroku:

Αρχείο:Eik.4-3.png

2015-02-20T18:53:57Z

Elenroku:

Αρχείο:Eik.4-2.png

2015-02-20T17:23:12Z

Elenroku:

Ρόκκου Ελένη

2015-02-20T13:36:53Z

Elenroku:

[[Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία]]

[[Προσδιορισμός των γεωργικών αναβαθμίδων μέσω αντικειμενοστραφούς (object oriented) ταξινόμησης]]

[[Εφαρμογές της θερμικής απεικόνισης στη Γεωργία-Μια επισκόπηση]]

[[Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο)]]

Ρόκκου Ελένη

2015-02-20T13:36:27Z

Elenroku:

[[Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία]]

[[Προσδιορισμός των γεωργικών αναβαθμίδων μέσω αντικειμενοστραφούς (object oriented) ταξινόμησης [[category:Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης]]

[[Εφαρμογές της θερμικής απεικόνισης στη Γεωργία-Μια επισκόπηση [[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

[[Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση [[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο)]]

Ρόκκου Ελένη

2015-02-20T13:35:49Z

Elenroku:

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία

Προσδιορισμός των γεωργικών αναβαθμίδων μέσω αντικειμενοστραφούς (object oriented) ταξινόμησης [[category:Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης]]

Εφαρμογές της θερμικής απεικόνισης στη Γεωργία-Μια επισκόπηση [[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση [[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο)]]

Ρόκκου Ελένη

2015-02-20T13:34:55Z

Elenroku: Νέα σελίδα με 'Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία [[category:Εκτίμηση ζημιών των γεωργικών καλ...'

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία [[category:Εκτίμηση ζημιών των γεωργικών καλλιεργειών]]

Προσδιορισμός των γεωργικών αναβαθμίδων μέσω αντικειμενοστραφούς (object oriented) ταξινόμησης [[category:Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης]]

Εφαρμογές της θερμικής απεικόνισης στη Γεωργία-Μια επισκόπηση [[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση [[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

Προσδιορισμός των γεωργικών αναβαθμίδων μέσω αντικειμενοστραφούς (object oriented) ταξινόμησης

2015-02-20T09:48:02Z

Elenroku:

[[category:Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης]]

[[Εικόνα: Eikona1.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 1: Διάγραμμα ροής]]

Γενικά στοιχεία

Οι γεωργικές αναβαθμίδες είναι φιλικά προς το οικοσύστημα στοιχεία γεωργικών υποδομών . Η συντήρησή τους υποστηρίζεται από μέτρα που έχουν θεσπιστεί από την Ευρωπαϊκή Κοινή Αγροτική Πολιτική (ΚΑΠ), σαν τέτοια αναφέρονται τα μέτρα πολλαπλής συμμόρφωσης που απαιτούν πρόληψη της διάβρωσης του εδάφους και διατήρηση της οργανικής τους ύλης καθώς η άμεσες "πράσινες" ενισχύσεις σε όσους καλλιεργούν σε περιοχές οικολογικής εστίασης που βρίσκονται ενδιαιτήματα και χώροι βιοποικιλότητας και όπου προστατεύονται οι υδάτινοι πόροι και αποφεύγεται η διάβρωση του εδάφους. Στο πλαίσιο της εφαρμογής της ΚΑΠ και της παρακολούθησης, υπάρχει τρέχουσα αλλά και μελλοντική ανάγκη για την ανάπτυξη ισχυρών, επαναλαμβανόμενων και οικονομικά αποδοτικών μεθοδολογιών, για την αυτόματη αναγνώριση και παρακολούθηση αυτών των στοιχείων σε κλίμακα αγροκτήματος, όπως είναι οι γραμμές των δένδρων , οι φράκτες και τα όρια των αγρών. Αυτό είναι ένα πολύπλοκο έργο, ιδιαίτερα όταν αναβαθμίδες συνδέονται με πολύπλοκες μορφές φυτοκάλυψης, όπως συμβαίνει με μόνιμες καλλιέργειες (π.χ. ελιές). Σε αυτή την μελέτη παρουσιάζεται μια νέα μεθοδολογία για την αυτόματη και οικονομικά αποδοτική αναγνώριση των αναβαθμίδων χρησιμοποιώντας μόνο εικόνες από τις εμπορικές (off-the -shelf-COTS) ετοιμοπαράδοτες κάμερες επί του σκάφους μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAV).
Χρησιμοποιώντας προηγμένης-τεχνολογίας τεχνικές υπολογιστικής όρασης, δημιουργήθηκαν ορθοφωτογραφίες και ψηφιακά μοντέλα επιφανειών (DSMs) σε 11 cm χωρική ανάλυση με χαμηλή παρέμβαση του χρήστη. Σε ένα δεύτερο στάδιο, αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των αναβαθμίδων χρησιμοποιώντας μια πολλαπλής κλίμακας αντικειμενοστραφή μέθοδο ταξινόμησης. Τα αποτελέσματα δείχνουν τις δυνατότητες αυτής της μεθόδου, ακόμη και σε εξαιρετικά πολύπλοκες γεωργικές περιοχές, τόσο όσον αφορά την ανάκτηση των στοιχείων σε ψηφιακά μοντέλα επιφανειών (DSMs) όσο και την ταξινόμηση των εικόνων. Το DSM που ανακτήθηκαν από τα UAV είχαν πολύ μικρό σφάλμα (RMSE) κατά την εκτίμηση του ύψους των αναβαθμίδων με βάση τα δεδομένα πεδίου που συλλέγονται με GPS. Η επακόλουθη αυτοματοποιημένη ταξινόμηση των αναβαθμίδων έδωσε μια συνολική ακρίβεια του 90% που βασίζεται αποκλειστικά στα φασματική και υψομετρικά δεδομένα που προκύπτουν από τις εικόνες των UAV.
Η ροή εργασιών της παρούσας μελέτης μπορεί να συνοψισθεί σε τέσσερα κύρια στάδια: i) την ανάκτηση των εικόνων, ii) προεπεξεργασία των εικόνων από τα UAV για να δημιουργηθεί ένα ορθομωσαϊκό ψηφιακό μοντέλο επιφάνειας μαζί με τα παράγωγα προϊόντα, iii ) ταξινόμηση των εικόνων, ώστε να δημιουργηθεί ένας δυαδικός χάρτης με αναβαθμίδες/μη αναβαθμίδες και iv) συλλογή αληθινών δεδομένων έδαφος και επικύρωση της ακρίβειας τόσο των δεδομένων από DSM όσο και της ταξινόμησης (Εικ. 1).

Εργαλεία και μέθοδοι
Περιοχή μελέτης και δεδομένα

Οι δοκιμαστικές αναλύσεις έγιναν σε μια περιοχή περίπου 120 εκταρίων που βρίσκεται στην επαρχία της Κόρδοβα (νότια Ισπανία) που καλύπτεται κυρίως από ελαιώνες. Τα ελαιόδεντρα καλλιεργούνται σε σειρές ή σε σχηματισμούς, σε αναβαθμίδες ή μη (Εικ. 2).
Το υψόμετρο της περιοχής μελέτης κυμαίνεται 370-550 m με ᵒ, μια μέση κλίση των 12ᵒ στην ανατολική και νότια πλευρά. Τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν είναι μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) με ειδικών χαρακτηριστικών και δυνατοτήτων φωτογραφικές μηχανές, με ειδικό μηχανισμό πλοήγησης , με σχέδιο πτήσης και με σύνδεση με τον επίγειο σταθμό μέσω ραδιοφώνου 20 Hz.

Επεξεργασία εικόνας

Οι 432 εναέριες εικόνες που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια της πτήσης χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργηθεί το ορθομωσαικό και τα πολύ υψηλής ευκρίνειας ψηφιακά μοντέλα επιφανειών(DSMs) με τη χρήση Pix4UAV λογισμικού (Ecublens, Ελβετία). Χρησιμοποιήθηκε ο Δείκτης βλάστησης (NDVI) καθώς και άλλοι δείκτες .Οι δείκτες αυτοί χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό των διαφόρων τοπογραφικών ανωμαλιών που σχετίζονται με τις αναβαθμίδες ,τα δέντρα και τα κτίρια, στη διαδικασία ταξινόμησης .
Ταξινόμηση αναβαθμίδων
Έγινε με την χρήση της αντικειμενοστραφούς ταξινόμησης σύμφωνα με το eCognition Developer 8 software (TRIMBLE Germany Gmbh),και ακολούθησε μεταταξινόμηση σε ιεραρχική δομή τριών επιπέδων.

Επικύρωση στοιχείων

Έγινε σε δύο επίπεδα Στο πρώτο με σειρά από τομές επί του εδάφους ελέγχθηκε η ακρίβεια του UAV στον εντοπισμό και την μορφολογία των αναβαθμίδων (εικ 3).Σε δεύτερο επίπεδο, για τον έλεγχο του χάρτη αναβαθμίδων , έγινε επικύρωση στοιχείων με μετρήσεις από GPS σε θέσεις που είναι κατανεμημένες τυχαία στην περιοχή μελέτης . Με τους κατάλληλους υπολογισμούς έγινε τελικά η διόρθωση της κατάταξης.

Αποτελέσματα

Με την διαδικασία της ορθοαναγωγής το οπτικό αποτέλεσμα εμφάνισης των DSMs με λεπτομερείς απόψεις των περιοχών με ή χωρίς αναβαθμίδες φαίνονται στο σχήμα 4
Στο σχήμα 5 φαίνονται τα αποτελέσματα της τελικής κατάταξης των αναβαθμίδων

Συμπεράσματα

Η εφαρμογή της Ευρωπαϊκής Κοινής Αγροτικής Πολιτικής απαιτεί την ανάπτυξη των οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων μεθόδων για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση των χαρακτηριστικών στοιχείων που παρέχουν υπηρεσίες προστασίας του οικοσυστήματος, όπως είναι οι γεωργικές αναβαθμίδες. Σε αυτή την εργασία προτάθηκε και δοκιμάστηκε μια μεθοδολογία χαμηλού κόστους για την αυτόματη ταξινόμηση των γεωργικών αναβαθμίδων με την χρήση εικόνων μεγάλης ευκρίνειας που αποκτήθηκαν από μη μετρικές κάμερες που ήταν τοποθετημένες σε χαμηλού κόστους μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV). Οι προϋποθέσεις αυτού του πειράματος ήταν i) η ελαχιστοποίηση του κόστους απόκτησης της εικόνας στο πεδίο και ii) η αποφυγή συλλογής επί πλέον δεδομένων, αφού αξιοποιεί στην διερεύνηση καινοτόμες μεθόδους που είναι σήμερα διαθέσιμες για την τηλεπισκοπική παρακολούθησης της βλάστησης. Ως εκ τούτου, οι εικόνες αποκτήθηκαν και προ-επεξεργάστηκαν χωρίς συλλογή στοιχείων επί του εδάφους , έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί το κόστος σχεδιαζόμενων πτήσεων και η αλληλεπίδραση των χρηστών, αφού η κατάταξη αυτή βασίζεται αποκλειστικά σε φασματικές και υψομετρικές πληροφορίες που προέρχονται από απεικονίσεις με τη χρήση 3D μεθόδων φωτο-ανακατασκευής.
Τα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν αποδεικνύουν την αποτελεσματικότητα αυτού του είδους της τεχνολογίας, ακόμη και σε πολύ σύνθετες γεωργικές περιοχές, τόσο όσον αφορά την αναπαράσταση του ψηφιακού μοντέλου επιφάνειας όσο και το επακόλουθο στάδιο της ταξινόμησης των αναβαθμίδων.
Επετεύχθησαν ψηφιακά μοντέλα επιφανειών με μέση τετραγωνική ρίζα απόκλισης κάτω από 0,5 m και συνολική ακρίβεια ταξινόμησης 90% (με τη χρήση μιας αντικειμενοστρεφούς . ταξινόμησης).
Σε αυτή την προσέγγιση, υψομετρικές και φασματικές πληροφορίες αναλύθηκαν σε διαφορετικές κλίμακες, λαμβάνοντας υπόψη το χωρικό πλαίσιο και την μορφολογία των αντικειμένων στην εικόνα. Ως εκ τούτου, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή και την παρακολούθηση των μέτρων της ΚΑΠ.
Πράγματι, η εφαρμογή αυτή αποτυπώνει σε χρονοσειρά εικόνες και καθιστά δυνατή την συνεχή παρακολούθηση, με σκοπό την προστασία, των γεωργικών αναβαθμίδων ως σημαντικών στοιχείων του οικοσυστήματος. Αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να επεκταθεί για το εντοπισμό και την παρακολούθηση άλλων στοιχείων, όπως χαρακτηριστικά τοπίου (π.χ. μεμονωμένα δένδρα, γραμμές δέντρων, φράκτες)της γεωργικής γης και αποτελεί ένα ενδιαφέρον θέμα για περαιτέρω έρευνα.

Αρχείο:Eikona1.jpg

2015-02-20T09:43:31Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Eikona1.jpg"

Προσδιορισμός των γεωργικών αναβαθμίδων μέσω αντικειμενοστραφούς (object oriented) ταξινόμησης

2015-02-17T19:13:58Z

Elenroku: Νέα σελίδα με ' category:Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης Γενικά στοιχεία Οι γεωργικές αναβαθμίδες είναι φιλικ...'

[[category:Εκτίμηση κινδύνου διάβρωσης]]

Γενικά στοιχεία

Οι γεωργικές αναβαθμίδες είναι φιλικά προς το οικοσύστημα στοιχεία γεωργικών υποδομών . Η συντήρησή τους υποστηρίζεται από μέτρα που έχουν θεσπιστεί από την Ευρωπαϊκή Κοινή Αγροτική Πολιτική (ΚΑΠ), σαν τέτοια αναφέρονται τα μέτρα πολλαπλής συμμόρφωσης που απαιτούν πρόληψη της διάβρωσης του εδάφους και διατήρηση της οργανικής τους ύλης καθώς η άμεσες "πράσινες" ενισχύσεις σε όσους καλλιεργούν σε περιοχές οικολογικής εστίασης που βρίσκονται ενδιαιτήματα και χώροι βιοποικιλότητας και όπου προστατεύονται οι υδάτινοι πόροι και αποφεύγεται η διάβρωση του εδάφους. Στο πλαίσιο της εφαρμογής της ΚΑΠ και της παρακολούθησης, υπάρχει τρέχουσα αλλά και μελλοντική ανάγκη για την ανάπτυξη ισχυρών, επαναλαμβανόμενων και οικονομικά αποδοτικών μεθοδολογιών, για την αυτόματη αναγνώριση και παρακολούθηση αυτών των στοιχείων σε κλίμακα αγροκτήματος, όπως είναι οι γραμμές των δένδρων , οι φράκτες και τα όρια των αγρών. Αυτό είναι ένα πολύπλοκο έργο, ιδιαίτερα όταν αναβαθμίδες συνδέονται με πολύπλοκες μορφές φυτοκάλυψης, όπως συμβαίνει με μόνιμες καλλιέργειες (π.χ. ελιές). Σε αυτή την μελέτη παρουσιάζεται μια νέα μεθοδολογία για την αυτόματη και οικονομικά αποδοτική αναγνώριση των αναβαθμίδων χρησιμοποιώντας μόνο εικόνες από τις εμπορικές (off-the -shelf-COTS) ετοιμοπαράδοτες κάμερες επί του σκάφους μη επανδρωμένων εναέριων οχημάτων (UAV).
Χρησιμοποιώντας προηγμένης-τεχνολογίας τεχνικές υπολογιστικής όρασης, δημιουργήθηκαν ορθοφωτογραφίες και ψηφιακά μοντέλα επιφανειών (DSMs) σε 11 cm χωρική ανάλυση με χαμηλή παρέμβαση του χρήστη. Σε ένα δεύτερο στάδιο, αυτά τα δεδομένα χρησιμοποιήθηκαν για τον προσδιορισμό των αναβαθμίδων χρησιμοποιώντας μια πολλαπλής κλίμακας αντικειμενοστραφή μέθοδο ταξινόμησης. Τα αποτελέσματα δείχνουν τις δυνατότητες αυτής της μεθόδου, ακόμη και σε εξαιρετικά πολύπλοκες γεωργικές περιοχές, τόσο όσον αφορά την ανάκτηση των στοιχείων σε ψηφιακά μοντέλα επιφανειών (DSMs) όσο και την ταξινόμηση των εικόνων. Το DSM που ανακτήθηκαν από τα UAV είχαν πολύ μικρό σφάλμα (RMSE) κατά την εκτίμηση του ύψους των αναβαθμίδων με βάση τα δεδομένα πεδίου που συλλέγονται με GPS. Η επακόλουθη αυτοματοποιημένη ταξινόμηση των αναβαθμίδων έδωσε μια συνολική ακρίβεια του 90% που βασίζεται αποκλειστικά στα φασματική και υψομετρικά δεδομένα που προκύπτουν από τις εικόνες των UAV.
Η ροή εργασιών της παρούσας μελέτης μπορεί να συνοψισθεί σε τέσσερα κύρια στάδια: i) την ανάκτηση των εικόνων, ii) προεπεξεργασία των εικόνων από τα UAV για να δημιουργηθεί ένα ορθομωσαϊκό ψηφιακό μοντέλο επιφάνειας μαζί με τα παράγωγα προϊόντα, iii ) ταξινόμηση των εικόνων, ώστε να δημιουργηθεί ένας δυαδικός χάρτης με αναβαθμίδες/μη αναβαθμίδες και iv) συλλογή αληθινών δεδομένων έδαφος και επικύρωση της ακρίβειας τόσο των δεδομένων από DSM όσο και της ταξινόμησης (Εικ. 1).

Εργαλεία και μέθοδοι
Περιοχή μελέτης και δεδομένα

Οι δοκιμαστικές αναλύσεις έγιναν σε μια περιοχή περίπου 120 εκταρίων που βρίσκεται στην επαρχία της Κόρδοβα (νότια Ισπανία) που καλύπτεται κυρίως από ελαιώνες. Τα ελαιόδεντρα καλλιεργούνται σε σειρές ή σε σχηματισμούς, σε αναβαθμίδες ή μη (Εικ. 2).
Το υψόμετρο της περιοχής μελέτης κυμαίνεται 370-550 m με ᵒ, μια μέση κλίση των 12ᵒ στην ανατολική και νότια πλευρά. Τα όργανα που χρησιμοποιήθηκαν είναι μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV) με ειδικών χαρακτηριστικών και δυνατοτήτων φωτογραφικές μηχανές, με ειδικό μηχανισμό πλοήγησης , με σχέδιο πτήσης και με σύνδεση με τον επίγειο σταθμό μέσω ραδιοφώνου 20 Hz.

Επεξεργασία εικόνας

Οι 432 εναέριες εικόνες που ελήφθησαν κατά τη διάρκεια της πτήσης χρησιμοποιήθηκαν για να δημιουργηθεί το ορθομωσαικό και τα πολύ υψηλής ευκρίνειας ψηφιακά μοντέλα επιφανειών(DSMs) με τη χρήση Pix4UAV λογισμικού (Ecublens, Ελβετία). Χρησιμοποιήθηκε ο Δείκτης βλάστησης (NDVI) καθώς και άλλοι δείκτες .Οι δείκτες αυτοί χρησιμοποιούνται για τον εντοπισμό των διαφόρων τοπογραφικών ανωμαλιών που σχετίζονται με τις αναβαθμίδες ,τα δέντρα και τα κτίρια, στη διαδικασία ταξινόμησης .
Ταξινόμηση αναβαθμίδων
Έγινε με την χρήση της αντικειμενοστραφούς ταξινόμησης σύμφωνα με το eCognition Developer 8 software (TRIMBLE Germany Gmbh),και ακολούθησε μεταταξινόμηση σε ιεραρχική δομή τριών επιπέδων.

Επικύρωση στοιχείων

Έγινε σε δύο επίπεδα Στο πρώτο με σειρά από τομές επί του εδάφους ελέγχθηκε η ακρίβεια του UAV στον εντοπισμό και την μορφολογία των αναβαθμίδων (εικ 3).Σε δεύτερο επίπεδο, για τον έλεγχο του χάρτη αναβαθμίδων , έγινε επικύρωση στοιχείων με μετρήσεις από GPS σε θέσεις που είναι κατανεμημένες τυχαία στην περιοχή μελέτης . Με τους κατάλληλους υπολογισμούς έγινε τελικά η διόρθωση της κατάταξης.

Αποτελέσματα

Με την διαδικασία της ορθοαναγωγής το οπτικό αποτέλεσμα εμφάνισης των DSMs με λεπτομερείς απόψεις των περιοχών με ή χωρίς αναβαθμίδες φαίνονται στο σχήμα 4
Στο σχήμα 5 φαίνονται τα αποτελέσματα της τελικής κατάταξης των αναβαθμίδων

Συμπεράσματα

Η εφαρμογή της Ευρωπαϊκής Κοινής Αγροτικής Πολιτικής απαιτεί την ανάπτυξη των οικονομικά αποδοτικών και ευέλικτων μεθόδων για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση των χαρακτηριστικών στοιχείων που παρέχουν υπηρεσίες προστασίας του οικοσυστήματος, όπως είναι οι γεωργικές αναβαθμίδες. Σε αυτή την εργασία προτάθηκε και δοκιμάστηκε μια μεθοδολογία χαμηλού κόστους για την αυτόματη ταξινόμηση των γεωργικών αναβαθμίδων με την χρήση εικόνων μεγάλης ευκρίνειας που αποκτήθηκαν από μη μετρικές κάμερες που ήταν τοποθετημένες σε χαμηλού κόστους μη επανδρωμένα εναέρια οχήματα (UAV). Οι προϋποθέσεις αυτού του πειράματος ήταν i) η ελαχιστοποίηση του κόστους απόκτησης της εικόνας στο πεδίο και ii) η αποφυγή συλλογής επί πλέον δεδομένων, αφού αξιοποιεί στην διερεύνηση καινοτόμες μεθόδους που είναι σήμερα διαθέσιμες για την τηλεπισκοπική παρακολούθησης της βλάστησης. Ως εκ τούτου, οι εικόνες αποκτήθηκαν και προ-επεξεργάστηκαν χωρίς συλλογή στοιχείων επί του εδάφους , έτσι ώστε να ελαχιστοποιηθεί το κόστος σχεδιαζόμενων πτήσεων και η αλληλεπίδραση των χρηστών, αφού η κατάταξη αυτή βασίζεται αποκλειστικά σε φασματικές και υψομετρικές πληροφορίες που προέρχονται από απεικονίσεις με τη χρήση 3D μεθόδων φωτο-ανακατασκευής.
Τα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν αποδεικνύουν την αποτελεσματικότητα αυτού του είδους της τεχνολογίας, ακόμη και σε πολύ σύνθετες γεωργικές περιοχές, τόσο όσον αφορά την αναπαράσταση του ψηφιακού μοντέλου επιφάνειας όσο και το επακόλουθο στάδιο της ταξινόμησης των αναβαθμίδων.
Επετεύχθησαν ψηφιακά μοντέλα επιφανειών με μέση τετραγωνική ρίζα απόκλισης κάτω από 0,5 m και συνολική ακρίβεια ταξινόμησης 90% (με τη χρήση μιας αντικειμενοστρεφούς . ταξινόμησης).
Σε αυτή την προσέγγιση, υψομετρικές και φασματικές πληροφορίες αναλύθηκαν σε διαφορετικές κλίμακες, λαμβάνοντας υπόψη το χωρικό πλαίσιο και την μορφολογία των αντικειμένων στην εικόνα. Ως εκ τούτου, αυτή η μέθοδος μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εφαρμογή και την παρακολούθηση των μέτρων της ΚΑΠ.
Πράγματι, η εφαρμογή αυτή αποτυπώνει σε χρονοσειρά εικόνες και καθιστά δυνατή την συνεχή παρακολούθηση, με σκοπό την προστασία, των γεωργικών αναβαθμίδων ως σημαντικών στοιχείων του οικοσυστήματος. Αυτή η μέθοδος μπορεί επίσης να επεκταθεί για το εντοπισμό και την παρακολούθηση άλλων στοιχείων, όπως χαρακτηριστικά τοπίου (π.χ. μεμονωμένα δένδρα, γραμμές δέντρων, φράκτες)της γεωργικής γης και αποτελεί ένα ενδιαφέρον θέμα για περαιτέρω έρευνα.

Καταστροφές: Επιχειρησιακές προσεγγίσεις στην Ινδία

2015-02-17T17:55:31Z

Elenroku: Νέα σελίδα με '[[Εικόνα: Θεμα2-1.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισό...'

[[Εικόνα: Θεμα2-1.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Θεμα2-2.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 2: A typical 3-date RISAT-1 colour composite showing Rice crop of different transplanting time]]
[[Εικόνα: Θεμα2-3.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 3: Real time ground truth collection using smart phone, a) Android App developed by NRSC, b)Ground Truth sites available on Bhuvan server]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for selecting sites for Crop Cutting Experiments for rice crop in Bihar]]
[[Εικόνα: Θεμα2-4..jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Use of remote sensing data for generating a yield map]]
[[Εικόνα: Θεμα2-5.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 5: Map of Rabi season crop Emergence Area progression in 6 States of India]]
[[Εικόνα: Θεμα2-6.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 6: Methodology for Drought Assessment under NADAMS project]]
[[Εικόνα: Θεμα2-7.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 7: District level drought assessment during September, 2013 under DAMS project]]
[[Εικόνα: Θεμα2-8.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 8: Flooded rice area mapping in Odisha state of Indian post Phailin cyclone]]
[[Εικόνα: Θεμα2-9.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 9: Rabi season crop alert assessment for 8 states of India during February, 2014]]

[[category:Φυσικά φαινόμενα]]

Περίληψη:
Η χρήση των τηλεπισκοπικών δεδομένων για την πρόβλεψη της φυτικής παραγωγής πριν την συγκομιδή έχει τεθεί σε εφαρμογή στην Ινδία βάσει ενός εθνικού προγράμματος που ονομάζεται FASAL και χρηματοδοτείται από το Υπουργείο Γεωργίας. Σύμφωνα με το πρόγραμμα αυτό οι προβλέψεις αφορούν πρόβλεψη της εσοδείας των μεγάλων καλλιεργειών της χώρας σε Εθνικό αλλά και στα Περιφερειακά Επίπεδα .
Ομοίως, υλοποιείται και ένα άλλο πρόγραμμα το NADAMS με το οποίο δημιουργήθηκε σύστημα αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας. Τα δεδομένα που συγκεντρώθηκαν από πολλαπλές πηγές ενσωματώθηκαν με τις πληροφορίες για το έδαφος και τις μετεωρολογικές συνθήκες προκειμένου να αξιολογηθούν σε επίπεδο ξηρασίας 13 πολιτείες της Ινδίας. Η μεθοδολογία για τα δύο αυτά
προγράμματα αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας και στη συνέχεια μεταφέρθηκε στο Εθνικό κέντρο Πρόγνωσης καλλιεργειών του Mahalanobis που δημιουργήθηκε ειδικά από το Υπουργείο Γεωργίας για να καταστεί λειτουργική η εφαρμογή της διαστημικής τεχνολογίας στον τομέα της γεωργίας.

Βασική μεθοδολογία.

Στην Ινδία, η γεωργία είναι ένας από τους σημαντικότερους τομείς στον οποίο εφαρμόζεται η τεχνολογία της τηλεπισκόπησης. Σε εθνικό επίπεδο έχουν αναπτυχθεί διάφορες
γεωργικές εφαρμογές 'όπου αναδεικνύεται η χρήση της τηλεπισκόπησης. Τα στοιχεία παρέχονται από τους αισθητήρες / δορυφόρους που αναπτύχθηκαν από τον Ινδικό Οργανισμό Διαστημικής Έρευνας (ISRO). Ορισμένες από αυτές τις εφαρμογές περιλαμβάνουν, τον υπολογισμό της έκτασης των καλλιεργειών και την εκτίμηση της παραγωγής , την ανάλυση του συστήματος των καλλιεργειών , την διαχείριση των γεωργικών υδάτων, την αξιολόγηση και την παρακολούθηση της ξηρασίας,
την ανάπτυξη των κηπευτικών ,την εφαρμογή γεωργίας ακριβείας, την χαρτογράφηση των εδαφικών πόρων, την πρόβλεψη παραγωγής στην αλιευτική ζώνη, την ανάπτυξη των λεκανών απορροής, τις κλιματικές επιπτώσεις στη γεωργία και λοιπά.
Μερικές από αυτές τις εφαρμογές έχουν μεταφερθεί στην υπηρεσία των χρηστών . Αυτό είχε ως αποτέλεσμα τη θεσμοθέτηση των εφαρμογών τηλεπισκόπησης στη χώρα μέσω του Εθνικού κέντρου Πρόγνωση καλλιεργειών του Mahalanobis που υλοποιεί τα παραπάνω δύο προγράμματα τα οποία αναλύονται στο συγκεκριμένο άρθρο.

1 Πρόβλεψη απόδοσης των καλλιεργειών

Η πρόβλεψης της απόδοσης των καλλιεργειών είναι απαραίτητη για διάφορους γεωργικούς σκοπούς σχεδιασμού, συμπεριλαμβανομένης της τιμολόγησης, τις εισαγωγές / εξαγωγές, τα μέτρα έκτακτης ανάγκης, κλπ
Σύμφωνα με το εφαρμοζόμενο Πρόγραμμα FASAL που βρίσκεται σε εφαρμογή από το 2006 με τα δεδομένα της τηλεπισκόπισης παρέχονται πολλαπλές προβλέψεις παραγωγής πριν την συγκομιδή των καλλιεργειών.
Η απόδοση των καλλιεργειών υπολογίζεται χρησιμοποιώντας μοντέλα αποδόσεων
αγρομετεωρολογικά / φασματικά και μοντέλα προσομοίωσης της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Η FASAL προσέγγιση επίσης περιλαμβάνει τη χρήση οικονομετρικών μοντέλων για την πρόβλεψη της περιοχής και της παραγωγής πριν από τη σπορά. Στο πρόγραμμα FASAL ενσωματώνεται η δραστηριότητα πολλών οργανώσεων και αφορά συγκεκριμένα είδη καλλιεργειών. (Εικ1 και 2)

1.1 Συλλογή στοιχείων εδάφους με χρήση smart phones

Πριν τα στοιχεία εδάφους συγκεντρωνόταν με χρήση GPS, στη συνέχεια η συλλογή γίνεται με smart phones και μέσω συστήματος androit μεταφέρονται σε κεντρικό server για επεξεργασία. Το 2013-2014 συνελέγησαν πληροφορίες αδάφους από 5800 σημεία από 160 πολιτείες( εικ 3)

1.2 Τηλεπισκόπιση βασισμένη σε πειράματα κοπής καλλιεργειών (σοδειάς)

Για να αποφευχθούν τα σφάλματα δειγματοληψίας της συμβατικής μεθόδου των πειραμάτων κοπής των καλλιεργειών , τηλεσκοπικά και με την βοήθεια των δορυφόρων RISAT-1 και 2 στην συχνότητα (δείκτης βλάστησης ) NDVI δημιουργήθηκαν χάρτες απόδοσης υψηλής αποτελεσματικότητας .( Εικ 4)

1.3Εξέλιξη της εμφάνισης των καλλιεργειών

Ο NDV προέρχεται από τον δορυφόρο INSAT-3A που είναι εξαιρετικά χρήσιμος λόγω της υψηλής χρονικής συχνότητας και βλέπει την φασματική υπογραφή της καλλιέργειας και δηλώνει την εξέλιξή της.( Εικ. 5)

2.Αξιολόγησης και παρακολούθησης με τηλεπισκόπιση της ξηρασίας
2.1 Η ξηρασία και οι επιπτώσεις των πλημμυρών , στοιχεία αξιολόγησης της γεωργίας .

Η Γεωργία στην Ινδία, επηρεάζεται σε μεγάλο βαθμό από δύο σημαντικές υδρο-μετεωρολογικές καταστροφές, δηλαδή την ξηρασία και τις πλημμύρες. Δεδομένου ότι και οι δύο αυτές καταστροφές επηρεάζουν μεγάλη περιοχή, η παρακολούθησης με δορυφορικά συστήματα είναι εξαιρετικά χρήσιμη. Μέσω του προγράμματος NADAMS και με διάφορους φασματικούς δείκτες παράγονται χάρτες που εμφανίζονται στη γεω-πύλη (www.ncfc.gov.in),μαζί με τα προφίλ NDVI και τις εκτιμήσεις και όπου οι χρήστες μπορούν να έχουν πρόσβαση( Εικ6 και7)

2.2 Χαρτογράφιση περιοχών ρυζοκαλλιέργειας που πλημμύρισαν

Με την βοήθεια του RISAT αναπτύχθηκε χάρτης ρυζοκαλλιέργειας που ενσωματώθηκε στον χάρτη πλημμυρών του Εθνικού Κέντρου Τηλεανίχνευσης για να χαρτογραφήσει τις περιοχές της καλλιέργειας ρυζιού στο πλαίσιο της πλημμύρας. Η ορθότητα των στοιχείων επιβεβαιώθηκε κατά 89%με εκ των υστέρων μετρήσεις με στοιχεία εδάφους. (Εικ.8)

2.3 Σύστημα προειδοποίησης για την εποχική καλλιέργεια rabi.

Με την χρήση του φασματοφωτόμετρου Modis και των δεικτών βλάστησης NDVI και θερμοκρασίας NDWI διαπιστώθηκε ότι η κατάσταση των καλλιεργειών ήταν φυσιολογική κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου του Rabi το 2013-14 (Εικ9)

3.Συμπεράσματα

Τα παραδείγματα που παρουσιάζονται σε αυτό το άρθρο έχουν δείξει πως τηλεπισκοπικά δεδομένα από διάφορες πηγές, σε συνδυασμό με άλλα βοηθητικά δεδομένα, έχουν χρησιμοποιηθεί επιτυχώς για την επιχειρησιακή αξιολόγηση της γεωργίας στη χώρα. Εντούτοις, υπάρχει ανάγκη για περαιτέρω επέκταση της ζώνης δραστηριότητας ως εξής. Οι μελλοντικές εξελίξεις που προβλέπονται σε αυτόν τον τομέα. i) να αναφέρονται σε περισσότερες καλλιέργειες και να καλύπτουν περισσότερο αριθμό πολιτειών, ii) να αναπτυχτούν μοντέλα φασματικής απόδοσης για όλες τις καλλιέργειες, iii) να γίνει αξιολόγηση των βιοτικών και αβιοτικών επιπτώσεων των καταστροφών
στη γεωργία, iv) να γίνεται παρακολούθηση των επιπτώσεων των γεωργικών αναπτυξιακών προγραμμάτων της χώρας, καθώς και v)Αξιολόγηση καλλιέργειας Κηπευτικών και vii) Διαχείριση γεωργικών πόρων

Εφαρμογές της θερμικής απεικόνισης στη Γεωργία-Μια επισκόπηση

2015-02-17T17:35:36Z

Elenroku: Νέα σελίδα με ' category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση Roselyne Ishimwe, K. Abutaleb, F. Ahmed Περίληψη Στην θερμική τηλεπισκ...'

[[category:Εκτίμηση παραγωγής/Απόδοση]]

Roselyne Ishimwe, K. Abutaleb, F. Ahmed

Περίληψη

Στην θερμική τηλεπισκόπηση η αόρατη ακτινοβολία των αντικειμένων μετατρέπεται σε ορατές εικόνες και οι εικόνες αυτές ονομάζονται θερμογραφήματα ή θερμικές εικόνες. Θερμικές εικόνες μπορούν να αποκτηθούν με τη χρήση φορητού αισθητήρα , αισθητήρα χειρός ή με θερμικούς αισθητήρες που συνδέονται με οπτικά συστήματα τοποθετημένα σε ένα αεροπλάνο ή δορυφόρο. Η τεχνολογία αυτή είναι μια μη επεμβατική, μη-επαφής και μη-καταστρεπτική τεχνική που χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των θερμικών ιδιοτήτων και των χαρακτηριστικών του κάθε αντικειμένου για το οποίο υπάρχει ενδιαφέρον και ως εκ τούτου μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλούς τομείς, όπου η θερμότητα παράγεται ή χάνεται στο χώρο και το χρόνο. Η ενδεχόμενη χρήση της θερμικής τηλεπισκόπησης στην γεωργία περιλαμβάνει την παρακολούθηση καλλιεργειών φυτωρίου και θερμοκηπίου, προγραμματισμένη άρδευση, εντοπισμό νόσου φυτών , τον υπολογισμό της απόδοσης σε καρπό , την αξιολόγηση της ωριμότητας των φρούτων και ανίχνευση εκχυμώσεων σε φρούτα και λαχανικά. Το παρόν έγγραφο εξετάζει την εφαρμογή της θερμικής απεικόνισης στη γεωργία και την πιθανή χρήση της σε διάφορες γεωργικές πρακτικές.

1. Βασική Μεθοδολογία

Θερμική τηλεπισκόπηση είναι ο κλάδος της τηλεπισκόπησης που ασχολείται με την απόκτηση, επεξεργασία και ερμηνεία των δεδομένων που προέκυψαν κατά κύριο λόγο στο θερμικό υπέρυθρο (TIR) που είναι μια περιοχή του ηλεκτρομαγνητικού (ΗΜ) φάσματος.
Η Θερμική τηλεπισκόπηση διαφέρει από την οπτική τηλεπισκόπησης . Στην θερμική τηλεπισκόπηση μετράται η ακτινοβολία που εκπέμπεται από την επιφάνεια του
του αντικείμενου-στόχου, ενώ στην οπτική τηλεπισκόπηση μετράται η ακτινοβολία που αντανακλάται από το υπό εξέταση αντικείμενο-στόχο.
Η θερμική υπέρυθρη έχει εξελιχθεί σε μια σημαντική τεχνολογία που εφαρμόζεται από τους χρήστες απ 'ευθείας στο έδαφος, χρησιμοποιώντας υπέρυθρα όργανα που είναι φορητά ακόμη και χειρός ή με τη χρήση θερμικών αισθητήρων σε συνδυασμό με τα οπτικά συστήματα . Ως εκ τούτου, τα δεδομένα θερμικής απεικόνισης μπορεί να χρησιμοποιηθούν άμεσα ή έμμεσα για πολλές εφαρμογές, όπως τα έργα πολιτικού μηχανικού, σε τομείς της βιομηχανικής συντήρησης, της αεροδιαστημικής, της ιατρικής, της κτηνιατρικής και της φαρμακευτικής. Η εφαρμογή της θερμικής απεικόνισης κερδίζει έδαφος στον τομέα της γεωργίας κατά τα τελευταία χρόνια λόγω της μείωσης του κόστους του εξοπλισμού και της απλής λειτουργίας. Εκτός της χρήσης της σε διάφορους τομείς της γεωργίας καθώς και της βιομηχανίας τροφίμων εξ αιτίας του ότι είναι σήμερα πολύ εξειδικευμένη ώστε να μπορεί να χρησιμοποιηθεί στην γεωργία ακριβείας.
Ειδικότερα, οι θερμικές ιδιότητες των φύλλων των φυτών επηρεάζονται από μια πολύπλοκη ετερογενή εσωτερική δομή ,που οφείλεται κυρίως στο γεγονός ότι στα φύλλα κάθε φυτού περιέχεται μια συγκεκριμένη ποσότητα νερού ανά μονάδα επιφάνειας. Για το λόγο αυτό, είναι δυνατόν να κάνουμε έρευνες σε μεμονωμένα φυτά με την θερμική τηλεπισκόπηση λόγω της ευελιξίας, της ακρίβειας και της υψηλής ανάλυσης της υπέρυθρης θερμογράφησης.
Παρ 'όλα αυτά, οι ακριβείς θερμικές μετρήσεις εξαρτώνται από τις περιβαλλοντικές συνθήκες, οι οποίες επηρεάζουν τις θερμικές ιδιότητες των καλλιεργειών που αποτυπώνονται.. Επομένως, η ρύθμιση των εικόνων ανάλογα με τις καιρικές συνθήκες είναι απαραίτητη για την αντιπαραβολή των δεδομένων των εικόνων που λαμβάνονται κατά τη διάρκεια διαφορετικών περιόδων μέτρησης και περιόδων (φάσεων) ανάπτυξης .
Η τεχνολογία της θερμικής τηλεπισκόπησης μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε όλα τα αγροτικά προϊόντα και τις διαδικασίες, όπου η θερμότητα παράγεται ή χάνεται στο χώρο και στο χρόνο. Η δυνητική χρήση της θερμογραφίας στη γεωργία περιλαμβάνει την παρακολούθηση φυτών στο φυτώριο, στον προγραμματισμό των αρδεύσεων, στην ανίχνευση της αλατότητας του εδάφους, στην ανίχνευση των ασθενειών και του παθογόνου που τις προκαλεί, την εκτίμηση της απόδοσης, στην αξιολόγηση του βαθμού ωριμότητας και στην ανίχνευση εκχυμώσεων (ή σαπίσματος).
Ο σκοπός της εργασίας είναι η ανασκόπηση των διαφορετικών θερμικών αισθητήρων που μπορούν να χρησιμοποιηθούν στη γεωργία, καθώς και η συνοπτική παρουσίαση διάφορων μελετών που διεξάγονται σχετικά με τις δυνατότητες εφαρμογής της θερμικής απεικόνισης στη γεωργία.
Κατ αρχή οι θερμικοί αισθητήρες αποτελούνται από μια θερμική κάμερα εξοπλισμένη με υπέρυθρους ανιχνευτές, μια μονάδα επεξεργασίας και ένα σύστημα ανάκτησης εικόνων. Τα συστήματα θερμικής απεικόνισης αξιολογούνται με βάση την θερμική ευαισθησία τους, την ταχύτητα σάρωσης, την ανάλυση της εικόνας και την ανάλυση της έντασης. Στην παρούσα εργασία παρουσιάζονται οι προδιαγραφές των θερμικών αισθητήρων και που καθένας από αυτούς χρησιμοποιείται .

1.Ιδιότητες της φασματικής ανακλαστικότητας των παραμέτρων της βλάστησης.

Η τηλεπισκόπηση παρέχει περισσότερα και ακριβέστερα στοιχεία για τις παραμέτρους βλάστησης σε σχέση με τις παραδοσιακές τεχνικές, που είναι έντασης εργασίας και χρονοβόρες, διότι παρέχει συνεχή χωρική κάλυψη σε μεγάλη έκταση και σε επαναλαμβανόμενα διαστήματα. Αποτυπώνονται φασματικά τα διάφορα χαρακτηριστικά ανάκλασης της βλάστησης που εξαρτώνται από τις ιδιότητες των φύλλων όπως το χρώμα των φύλλων, το πάχος, τη δομή των κυττάρων και την περιεκτικότητα του νερού στον ιστό των φύλλων. Κάθε μία από τις ιδιότητες της βλάστησης διαπιστώθηκε ότι αποτυπώνεται σε διαφορετικού εύρους μήκος κύματος δηλαδή σε διαφορετικό κανάλι του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος

2.Παρακολουθηση φυτωρίων

Οι συμβατικές μέθοδοι δοκιμής της βιωσιμότητα των σπόρων που χρησιμοποιούνται
είναι χρονοβόρες, και έντασης εργασίας. Εξάλλου τα χαρακτηριστικά των σπόρων προς σπορά δεν αναγνωρίζονται οπτικά ως εκ τούτου θερμικές τεχνικές απεικόνισης υπερύθρων είχαν προταθεί ως μια πιθανή εναλλακτική λύση. Θερμικό προφίλ των σπόρων μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να ανιχνεύσει λεπτές αλλαγές στη θερμοκρασία, οι αλλαγές αυτές που συνδέονται με τις αλλαγές στην διαπερατότητα της μεμβράνης των σπόρων , που ποικίλουν ανάλογα με τη βιωσιμότητα και αυτό καθιστά δυνατή την ταξινόμηση και τον διαχωρισμό των βιώσιμων σπόρων από τους μη βιώσιμους.
Σημαντικές θετικές συσχετίσεις βρέθηκαν μεταξύ θερμοκρασίας δενδρυλλίων και του βαθμού της βλάβης, όπου τα πιο ψυχρά δενδρύλλια είχαν υψηλότερο ποσοστό επιβίωσης από τα θερμότερα δενδρύλλια.

3. Προγραμματισμός Αρδεύσεων

Με βάση τα αποτελέσματα της μελέτη τους, οι συγγραφείς κατέληξαν ότι η ολοκληρωμένη χρήση των υπερφασματικών δεικτών, καθώς και της φθορομετρικής και θερμικής ανάλυσης των εικόνων μπορούν να εγγυηθούν θετικά αποτελέσματα για προγραμματισμό των αρδεύσεων και τον προσδιορισμό του δείκτη στρες των καλλιεργειών από έλλειψη νερού.

4. Ανίχνευση της Αλατότητα του εδάφους.

Η αλατότητα του εδάφους προκαλεί σοβαρή υποβάθμιση του περιβάλλοντος που παρεμποδίζει την ανάπτυξη και παραγωγή των καλλιεργειών γενικώς . Πληροφορίες για την αλατότητα του εδάφους μπορεί να εξαχθούν από την θερμική ανάλυσης των εικόνων αφού η εκπεμπόμενη από το υπέδαφος ακτινοβολία μπορεί να προσφέρει πληροφορίες που η ανακλώμενη ακτινοβολία δεν μπορεί .Ο συντάκτης του άρθρου αναφέρει, μετά από πειράματα φυτών σε γλάστρες, ότι η θερμογραφία μπορεί να είναι μια χρήσιμη μέθοδος για τη διάγνωση του στρες που το αλατούχο έδαφος προκαλεί σε φυτά σε γλάστρες. Ως εκ τούτου ,η ακτινοβολία του θερμικού υπέρυθρου (TIR) είναι σημαντική για τις μελέτες αλατότητας, αν και μόνο λίγες μελέτες έχουν χρησιμοποιήσει την τεχνολογία αυτή στην μελέτη για τη διάγνωση του στρες στις καλλιέργειες από την αλατότητα του εδάφους.

5. Ανίχνευση παθογόνων ασθενειών

Μετά από σειρά πειραμάτων και αναλύσεων με την υπέρυθρη θερμική απεικόνιση σε διάφορα είδη φυτών που προσβλήθηκαν από διάφορες ασθένειες απέδειξε ότι η ανάπτυξη του παθογόνου προκαλεί αύξηση της θερμοκρασίας των φύλλων στο σημείο της μόλυνσης.
Η Θερμική απεικόνιση είναι μια απλή επιλογή για την παροχή πληροφοριών για την προ-συμπτωματική διάγνωση των βιοτικών διεργασιών και επισημαίνεται, πριν από την εμφάνιση των ορατών νεκρώσεων των φύλλων, με την απεικόνιση και την ανάλυση της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ των μολυσμένων και μη μολυσμένα φύλλων.

6. Εκτίμηση της απόδοση των καλλιεργειών και προβλέψεις.

Εκτίμηση της απόδοσης των καλλιεργειών είναι πολύ σημαντική , διότι τέτοιες προβλέψεις προειδοποιούν τους υπεύθυνους για την λήψη αποφάσεων σχετικά με την πιθανή μείωση της απόδοσης των καλλιεργειών.
Η θερμική απεικόνιση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την εκτίμηση της απόδοσης καθώς η θερμογραφία βασίζεται στην ανίχνευση της θερμικής ακτινοβολίας που εκπέμπει από μόνο του κάθε αντικείμενο. Ωστόσο, λίγες μόνο αναφορές μπορούν να βρεθούν σχετικά με την εφαρμογή της θερμικής απεικόνισης στις εκτιμήσεις και τις προβλέψεις των αποδόσεων.
Στοιχεία που χρησιμοποιήθηκαν, είναι η σχέση μεταξύ της παραγωγής σίτου και της ημερήσιας μέτρησης με θερμική κάμερα της διαφοράς θερμοκρασίας μεταξύ φυλλώματος και θερμοκρασίας του αέρα του περιβάλλοντος. Οι συγγραφείς διαπίστωσαν ότι η απόδοση μιας καλλιέργειας σχετίζεται με την ποσότητα του νερού που έλαβε κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου. Δεδομένου ότι η ακρίβεια της απόδοσης πρόβλεψης με Θερμομετρία είναι πολύ ελπιδοφόρα, αυτή η τεχνική μπορεί να χρησιμοποιηθεί ως μια συμπληρωματική μέθοδο με άλλες μεθόδους.
Εντούτοις, καμία περαιτέρω έρευνα δεν έχει αναφερθεί σχετικά με την εκτίμηση της απόδοση σε άλλες καλλιέργειες (π.χ. καλαμπόκι, σόγια, κλπ) με τη χρήση θερμικής απεικόνισης, που απαιτεί συνεχή ανίχνευση και καταμέτρηση.

7. Εκτίμηση ωριμότητας καλλιεργειών .

Σύμφωνα με τα στοιχεία των ερευνητών τα θερμικά συστήματα απεικόνισης είναι κατάλληλα για την εξέταση της ωριμότητας και της ποιότητας των προϊόντων. Ειδικότερα και όπως περιγράφεται λεπτομερώς, οι θερμικές αναλύσεις της διαπνοής των προϊόντων και η σχέση της με το περιβάλλον επιτρέπουν τον προσδιορισμό της βέλτιστης ημερομηνίας συγκομιδής και την εφαρμογή προσαρμοσμένου σχεδίου για την μηχανική συγκομιδή . Παρ 'όλα αυτά, υπάρχει ανάγκη για περισσότερη έρευνα και σε άλλες καλλιέργειες.

8. Εντοπισμός εκχυμώσεων με την χρήση θερμικής απεικόνισης

Οι επιστήμονες μέτρησαν τα σήματα θερμικής εκπομπής φρούτων (αχλάδια), χρησιμοποιώντας μία εξαιρετικά ευαίσθητη μέσου-υπερύθρου θερμική κάμερα, εφαρμόζοντας τη μέθοδο εγκλωβισμού σε υπέρυθρη θερμογραφία. Η ανίχνευση της ευαισθησία και η αναλογία σήματος προς θόρυβο ενισχύθηκαν λόγω φιλτραρίσματος. Βρέθηκε σύμφωνα με τον συγγραφέα ότι μία μεγαλύτερη διαφορά φάσης αντιστοιχεί σε μεγαλύτερη βλάβη των δειγμάτων καρπών( αχλάδι), επειδή η κατεστραμμένη περιοχή
προκαλεί καθυστέρηση στο θερμικό κύμα, ως εκ τούτου η τεχνική θερμογραφία-εγκλωβισμός μπορεί να χρησιμοποιηθεί για την ανίχνευση βλάβης σε δείγματα αχλαδιού.

Πηγή: [[http://www.scirp.org/journal/ars Advances in Remote Sensing]]

Αρχείο:Θεμα2-9.jpg

2015-02-17T17:21:28Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα2-8.jpg

2015-02-17T17:21:12Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα2-6.jpg

2015-02-17T17:20:11Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα2-5.jpg

2015-02-17T17:19:50Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα2-4.jpg

2015-02-17T17:19:31Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα2-4..jpg

2015-02-17T17:19:15Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα2-3.jpg

2015-02-17T17:18:40Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα2-2.jpg

2015-02-17T17:18:18Z

Elenroku:

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση

2015-02-17T17:16:13Z

Elenroku:

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

[[Εικόνα: Θεμα1-1.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Θεμα1-2.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 2: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (μονάδα ελέγχου)]]
[[Εικόνα: Θεμα1-3.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 3: Βασικό διάγραμμα για την τυποποίηση σε επίπεδο εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων (ένα σύστημα που χρησιμοποιεί Radiometer)]]
[[Εικόνα: Θεμα1-4.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 4: Βασικό διάγραμμα οπτικής τηλεπισκόπησης]]
[[Εικόνα: Θεμα1-5.jpg‎|thumb|right|Εικόνα 5: Φωτογραφία του πύργου με ραδιόμετρο (AMSPEC) στην εξέδρα που χρησιμοποιείται για την παρατηρούμενη διαφορά ανάκλασης που οφείλεται στην προσβολή από σκαθάρι των πεύκων . Β: Ρύθμιση και το αποτύπωμα της AMSPEC]]

Περίληψη: Η βλάστηση αποτελεί το ζωτικό θεμέλιο όλων των ζωντανών οργανισμών. Για την ανάπτυξή της απαιτείται συστηματική άρδευση. Η εφαρμογή της στάγδην άρδευσης είναι πολύ συμφέρουσα . Έχει διαπιστωθεί ότι έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι στάγδην άρδευσης που είναι πολυτελείς και ασύμφοροι για να αξιοποιηθούν. Η εξ αποστάσεως παρακολούθηση των καλλιεργειών , ενσωματωμένη με το σύστημα άρδευσης είναι σημαντική για έναν αγρότη γιατί εξοικονομεί ενέργεια, χρόνο και χρήματα και παράλληλα μειώνει τις ανάγκες σε νερό .Για την επιλογή του καλύτερου προγράμματος στάγδην άρδευσης, αυτή η επιστημονική προσέγγιση αξιοποιεί το τεστ του εδάφους σε ότι αφορά την περιεκτικότητα σε νερό, την χημική του σύσταση και την αλατότητα καθώς και όλα τα δεδομένα που αναφέρονται στις απαιτήσεις σε λίπασμα με βάση τα στοιχεία που συλλέγονται και επεξεργάζονται με ασύρματο δίκτυο . Η τηλεπισκόπηση αντικαθιστά ένα ακριβό και βραδύ σύστημα συλλογής δεδομένων επί τόπου , αιτιολογώντας και διασφαλίζοντας και τις περιπτώσεις εκείνες που εκτάσεις ή αντικείμενα δεν ανιχνεύονται με αυτή την διαδικασία. Η οπτική & Μικροκυματική Τηλεπισκόπηση επηρεάζεται λιγότερο από το κλίμα το χρόνο και το σύστημα μέτρησης σε μεγάλη κλίμακα. Οι ραδιομετρικές μετρήσεις -παρατηρήσεις επίσης μπορούν να επανεξετάζονται και αναθεωρούνται. Τα αποτελέσματα συλλέγονται μέσω της κατευθυνόμενης ανάκλασης και προσομοιώνονται μέσω ενός συστήματος διπλής κατεύθυνσης σε συνάρτηση κατανομής (BRDF) που αποκτάται από την υψηλή συχνότητα πολυ γωνιακών φασματικών παρατηρήσεων. Με αυτή την μοναδικότητα, η τεχνική αυτή γίνεται ένα πολύτιμο μέσο για την παρακολούθηση της υγρασίας του εδάφους. Τα αποτελέσματα αποτυπώνονται σε έγγραφο που είναι σε συμφωνία με τα διάφορα σύστημα παρακολούθησης και προτείνει ένα πρότυπο αυτόματο σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιώντας ασύρματο δίκτυο αισθητήρων (WSN), καθώς και διάφορες τεχνικές τηλεπισκόπησης για το έδαφος και τη βλάστηση, χαρακτηριστικά που θα βοηθήσουν τον γεωργό για να επιτευχθεί πρόοδο της απόδοση.

Βασική μεθοδολογία

Τη βελτίωση της γεωργίας εξαρτάται από διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους, όπως η θερμοκρασία και υγρασία του εδάφους η σχετική υγρασία, το pH του εδάφους , η ένταση του φωτός, η λίπανση του εδάφους, κλπ. Τυχόν μικρές αλλαγές σε οποιαδήποτε από αυτές τις παραμέτρους μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, όπως ασθένειες, ακατάλληλη ανάπτυξη των φυτών, κ.λπ., με αποτέλεσμα την μικρότερη απόδοση.
Υπάρχουν διάφορες τεχνικές με χρήση της τηλεπισκόπησης για τον υπολογισμό της επιφανειακής υγρασίας με αισθητήρες επί του αγρού & εκτός πεδίου ως εξής:

1. Zigbee / HotSpot

Αποτελείται από διαφορετικούς τύπους μονάδων ανιχνεύσεως όπως αισθητήρα υγρασίας εδάφους ,αισθητήρα θερμοκρασίας, αισθητήρα υγρασίας περιβάλλοντος, αισθητήρα ρυθμιστή πίεσης μικροσκοπικό αισθητήρα για την παρακολούθηση της ανάπτυξη των καλλιεργειών, ψηφιακή φωτογραφική μηχανή με δυνατότητα παρακολούθησης και λήψης φωτογραφιών για τη μέτρηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Τα δεδομένα των αισθητηρίων μέσω ειδικών μετατροπέων μετά από αλλεπάλληλες μετατροπές από ψηφιακό σε αναλογικό και πάλι σε ψηφιακό σύστημα μεταφέρονται σε ειδικό επιλογέα δεδομένων (Multiplexer) με ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. ZigBee ή Hotspot είναι οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για την ασύρματη μεταφορά δεδομένων καθώς και για την λήψη των στοιχείων από την μονάδα ελέγχου.Η μονάδα ελέγχου αποτελείται α)από έναν καταγραφέα δεδομένων που αποτυπώνει πληροφορίες που συνδέονται με την ημερομηνία και την ώρα, και που πρέπει να αποθηκεύονται σε έναν υπολογιστή για ευέλικτη και λεπτομερή ανάλυση των δεδομένων και β)από ένα διαχωριστή (Demultiplexer) που διαχωρίζει τις συνδιασμένες πληροφορίες και τροφοδοτεί ξεχωριστούς ενεργοποιητές, όπως την αντλία για την στάγδην άρδευση, αντλία παροχής , αντλία για το λίπασμα με παράλληλο έλεγχο της ταχύτητας της αντλίας, τον έλεγχο των εισροών λιπασμάτων από τη δεξαμενή κ.λπ.( σχ1 και 2)

2. Dicke Ραδιόμετρο

Για την τυποποίηση σε επιφάνεια εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων μιας καλλιέργειας , χρησιμοποιείται ένα σύστημα ραδιόμετρου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως περιγράφεται στο ακόλουθο διάγραμμα. Διάφορα φύλλα τοποθετούνται και καταγράφονται από Dicke Ραδιόμετρο και λαμβάνονται μετρήσεις χωρίς φύλλα και επίσης με διάφορα φύλλα. Αυτό το σύστημα που γίνεται σε εργαστήριο ( Lab) μπορεί να προσαρμοσθεί σε μεγέθη εδάφους και να χρησιμοποιηθεί στον τομέα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, όπως και όταν απαιτείται(σχ3)

3.Οπτικός τομέας

Η Οπτική τηλεπισκόπηση κάνει χρήση του ορατού, εγγύς υπέρυθρου και υπέρυθρων αισθητήρων βραχέων κυμάτων για να σχηματίσουν εικόνες της επιφάνειας της γης με την ανίχνευση της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τους στόχους (χρήσεις γης) στο έδαφος. Διαφορετικά υλικά αντανακλούν και απορροφούν με διαφορετικό τρόπο σε διαφορετικά μήκη κύματος. Έτσι, οι στόχοι μπορούν να διαφοροποιηθούν με τις φασματικές υπογραφές ανακλαστικότητας τους στις τηλεπισκοπικές εικόνες. Οπτικά συστήματα τηλεπισκόπησης ταξινομούνται στις εξής κατηγορίες, ανάλογα με τον αριθμό των φασματικών ζωνών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία απεικόνισης.
• Πανχρωματικό σύστημα απεικόνισης:
• Πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης
• Super φασματικό σύστημα απεικόνισης
• Hyper φασματικό σύστημα απεικόνισης (έχουν δυνητικές εφαρμογές σε τομείς όπως η γεωργία ακριβείας)
O πιο πρακτικός, αντικειμενικός και οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την παρακολούθηση της βλάστησης από τοπικό σε παγκόσμιο επίπεδο αποτελεί η χρήση των τεχνολογιών γεωσκόπησης. Διαφορετικοί αισθητήρες είναι σήμερα σε δορυφόρους γεωεπισκόπησης και μπορούν να χρησιμεύσουν για την παρακολούθηση του διαθέσιμου νερού στην βλάστηση. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να διαχωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες Η/Μ φάσματος: Ορατό σε συμβατικά συστήματα θέρμανσης (SWIR) ,το θερμικό υπέρυθρο , και το ραντάρ. Παρέχουν επίσης πληροφορίες σχετικά με την περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλη , τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας την εξατμισοδιαπνοή και την διηλεκτρική σταθερά. Με ανωτέρω μέθοδο μπορεί να εκτιμηθεί τόσο η περιεκτικότητα σε νερό των φύλλων όσο και η υγιής ανάπτυξη των φυτών.( Σχ.4)

4. Πολύ -γωνιακό φασματοραδιόμετρο

Μια άλλη τεχνική της τηλεπισκόπησης είναι η φασματική ανάλυση με τη χρήση διαφόρων γωνιών Ο αισθητήρας ραδιομετρικών μικροκυμάτων είναι μια συσκευή για την ανίχνευση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, που προκαλείται από θόρυβο.
Χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο αυτοματοποιημένο, αναλύονται οι αλληλεπιδράσεις π.χ μεταξύ του επιπέδου ανάκλασης θορύβων και των διάφορων σταδίων της διαταραχής που παρατηρείται σε πεύκα που έχουν προσβληθεί από σκαθάρι.( Σχ.5)

Συμπεράσματα & Μελλοντικά πεδίου εφαρμογής

Η σύγχρονη χρήση των ηλεκτρονικών, ηλεκτρικών, χημικών και μηχανικών συστημάτων αποτελεί ένα εξαιρετικό πλεονεκτήματα στη γεωργική παραγωγή.
Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν οπτικές μεθόδους ,μικροκύματα και δεδομένα ραδιομετρικών κυμάτων χιλιοστομέτρου ,μπορούν να υιοθετηθούν για την μελέτη του ρυθμού ανάπτυξης των καλλιεργειών , του είδους του εδάφους και για την πρόβλεψη της συγκομιδής και υπάρχει ένα τεράστιο πεδίο περαιτέρω ανάπτυξης προς αυτή την κατεύθυνση.
Η προστασία των πηγών νερού και η ελαχιστοποίηση της χρήσης των ανόργανων λιπασμάτων επιτυγχάνονται με αυτές τις μεθόδους .
Μέσω των διαφόρων μεθόδων ανίχνευσης να είναι δυνατή η παροχή καλύτερων κατευθυντήριων οδηγιών που θα οδηγήσουν στη χρήση ,με κατάλληλες μεθόδους , βιολογικών λιπασμάτων
Την εποχή της πληθυσμιακής έκρηξης η τεράστια ζήτηση τροφίμων μπορεί να ικανοποιηθεί με αυτό το επίπεδο προόδου της τεχνολογίας .
Αυτή η μελέτη έχει αποδείξει ότι οι πληροφορίες για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης, , μπορούν να ανακτηθούν από τις μετρήσεις της ανάκλασης των φύλλων .
Η τηλεπισκόπιση χρησιμοποιώντας το θερμικό υπέρυθρο, το ορατό και το NIR μήκος κύματος από μόνα τους ή σε συνδυασμό με τους καθιερωμένους δείκτες βλάστησης αποδείχτηκε ακατάλληλη για την ανάκτηση πληροφοριών για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης από την επιφάνεια των φύλλων
Για να διατηρηθεί η περιβαλλοντική ισορροπία των διαφόρων πηγών του πλανήτη και η διατήρηση της παραγωγή του μεθανίου κατά τη διάρκεια της συγκομιδής υπό έλεγχο, αυτή η μοντέρνα προσέγγιση θα βοηθήσει στην επίτευξη του στόχου με πιο σύγχρονες
μικροεφαρμογές. Στο μέλλον θα μπορούμε ακόμη να τροφοδοτήσουμε και με θρεπτικά συστατικά τα φυτά και τις καλλιέργειες από αέρος, αναμειγνύοντάς τα με πολύ λιγότερο νερό και με καλύτερη παρακολούθηση και επεξεργασία.

Πηγή: [[www.iosrjournals.org]]

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση

2015-02-17T17:13:38Z

Elenroku:

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

[[Εικόνα: Pk_a1_e1.jpeg|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e2.jpeg|thumb|right|Εικόνα 2: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (μονάδα ελέγχου)]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e3.jpeg|thumb|right|Εικόνα 3: Βασικό διάγραμμα για την τυποποίηση σε επίπεδο εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων (ένα σύστημα που χρησιμοποιεί Radiometer)]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e4.jpeg|thumb|right|Εικόνα 4: Βασικό διάγραμμα οπτικής τηλεπισκόπησης]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e5.jpeg|thumb|right|Εικόνα 5: Φωτογραφία του πύργου με ραδιόμετρο (AMSPEC) στην εξέδρα που χρησιμοποιείται για την παρατηρούμενη διαφορά ανάκλασης που οφείλεται στην προσβολή από σκαθάρι των πεύκων . Β: Ρύθμιση και το αποτύπωμα της AMSPEC]]

Περίληψη: Η βλάστηση αποτελεί το ζωτικό θεμέλιο όλων των ζωντανών οργανισμών. Για την ανάπτυξή της απαιτείται συστηματική άρδευση. Η εφαρμογή της στάγδην άρδευσης είναι πολύ συμφέρουσα . Έχει διαπιστωθεί ότι έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι στάγδην άρδευσης που είναι πολυτελείς και ασύμφοροι για να αξιοποιηθούν. Η εξ αποστάσεως παρακολούθηση των καλλιεργειών , ενσωματωμένη με το σύστημα άρδευσης είναι σημαντική για έναν αγρότη γιατί εξοικονομεί ενέργεια, χρόνο και χρήματα και παράλληλα μειώνει τις ανάγκες σε νερό .Για την επιλογή του καλύτερου προγράμματος στάγδην άρδευσης, αυτή η επιστημονική προσέγγιση αξιοποιεί το τεστ του εδάφους σε ότι αφορά την περιεκτικότητα σε νερό, την χημική του σύσταση και την αλατότητα καθώς και όλα τα δεδομένα που αναφέρονται στις απαιτήσεις σε λίπασμα με βάση τα στοιχεία που συλλέγονται και επεξεργάζονται με ασύρματο δίκτυο . Η τηλεπισκόπηση αντικαθιστά ένα ακριβό και βραδύ σύστημα συλλογής δεδομένων επί τόπου , αιτιολογώντας και διασφαλίζοντας και τις περιπτώσεις εκείνες που εκτάσεις ή αντικείμενα δεν ανιχνεύονται με αυτή την διαδικασία. Η οπτική & Μικροκυματική Τηλεπισκόπηση επηρεάζεται λιγότερο από το κλίμα το χρόνο και το σύστημα μέτρησης σε μεγάλη κλίμακα. Οι ραδιομετρικές μετρήσεις -παρατηρήσεις επίσης μπορούν να επανεξετάζονται και αναθεωρούνται. Τα αποτελέσματα συλλέγονται μέσω της κατευθυνόμενης ανάκλασης και προσομοιώνονται μέσω ενός συστήματος διπλής κατεύθυνσης σε συνάρτηση κατανομής (BRDF) που αποκτάται από την υψηλή συχνότητα πολυ γωνιακών φασματικών παρατηρήσεων. Με αυτή την μοναδικότητα, η τεχνική αυτή γίνεται ένα πολύτιμο μέσο για την παρακολούθηση της υγρασίας του εδάφους. Τα αποτελέσματα αποτυπώνονται σε έγγραφο που είναι σε συμφωνία με τα διάφορα σύστημα παρακολούθησης και προτείνει ένα πρότυπο αυτόματο σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιώντας ασύρματο δίκτυο αισθητήρων (WSN), καθώς και διάφορες τεχνικές τηλεπισκόπησης για το έδαφος και τη βλάστηση, χαρακτηριστικά που θα βοηθήσουν τον γεωργό για να επιτευχθεί πρόοδο της απόδοση.

Βασική μεθοδολογία

Τη βελτίωση της γεωργίας εξαρτάται από διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους, όπως η θερμοκρασία και υγρασία του εδάφους η σχετική υγρασία, το pH του εδάφους , η ένταση του φωτός, η λίπανση του εδάφους, κλπ. Τυχόν μικρές αλλαγές σε οποιαδήποτε από αυτές τις παραμέτρους μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, όπως ασθένειες, ακατάλληλη ανάπτυξη των φυτών, κ.λπ., με αποτέλεσμα την μικρότερη απόδοση.
Υπάρχουν διάφορες τεχνικές με χρήση της τηλεπισκόπησης για τον υπολογισμό της επιφανειακής υγρασίας με αισθητήρες επί του αγρού & εκτός πεδίου ως εξής:

1. Zigbee / HotSpot

Αποτελείται από διαφορετικούς τύπους μονάδων ανιχνεύσεως όπως αισθητήρα υγρασίας εδάφους ,αισθητήρα θερμοκρασίας, αισθητήρα υγρασίας περιβάλλοντος, αισθητήρα ρυθμιστή πίεσης μικροσκοπικό αισθητήρα για την παρακολούθηση της ανάπτυξη των καλλιεργειών, ψηφιακή φωτογραφική μηχανή με δυνατότητα παρακολούθησης και λήψης φωτογραφιών για τη μέτρηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Τα δεδομένα των αισθητηρίων μέσω ειδικών μετατροπέων μετά από αλλεπάλληλες μετατροπές από ψηφιακό σε αναλογικό και πάλι σε ψηφιακό σύστημα μεταφέρονται σε ειδικό επιλογέα δεδομένων (Multiplexer) με ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. ZigBee ή Hotspot είναι οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για την ασύρματη μεταφορά δεδομένων καθώς και για την λήψη των στοιχείων από την μονάδα ελέγχου.Η μονάδα ελέγχου αποτελείται α)από έναν καταγραφέα δεδομένων που αποτυπώνει πληροφορίες που συνδέονται με την ημερομηνία και την ώρα, και που πρέπει να αποθηκεύονται σε έναν υπολογιστή για ευέλικτη και λεπτομερή ανάλυση των δεδομένων και β)από ένα διαχωριστή (Demultiplexer) που διαχωρίζει τις συνδιασμένες πληροφορίες και τροφοδοτεί ξεχωριστούς ενεργοποιητές, όπως την αντλία για την στάγδην άρδευση, αντλία παροχής , αντλία για το λίπασμα με παράλληλο έλεγχο της ταχύτητας της αντλίας, τον έλεγχο των εισροών λιπασμάτων από τη δεξαμενή κ.λπ.( σχ1 και 2)

2. Dicke Ραδιόμετρο

Για την τυποποίηση σε επιφάνεια εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων μιας καλλιέργειας , χρησιμοποιείται ένα σύστημα ραδιόμετρου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως περιγράφεται στο ακόλουθο διάγραμμα. Διάφορα φύλλα τοποθετούνται και καταγράφονται από Dicke Ραδιόμετρο και λαμβάνονται μετρήσεις χωρίς φύλλα και επίσης με διάφορα φύλλα. Αυτό το σύστημα που γίνεται σε εργαστήριο ( Lab) μπορεί να προσαρμοσθεί σε μεγέθη εδάφους και να χρησιμοποιηθεί στον τομέα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, όπως και όταν απαιτείται(σχ3)

3.Οπτικός τομέας

Η Οπτική τηλεπισκόπηση κάνει χρήση του ορατού, εγγύς υπέρυθρου και υπέρυθρων αισθητήρων βραχέων κυμάτων για να σχηματίσουν εικόνες της επιφάνειας της γης με την ανίχνευση της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τους στόχους (χρήσεις γης) στο έδαφος. Διαφορετικά υλικά αντανακλούν και απορροφούν με διαφορετικό τρόπο σε διαφορετικά μήκη κύματος. Έτσι, οι στόχοι μπορούν να διαφοροποιηθούν με τις φασματικές υπογραφές ανακλαστικότητας τους στις τηλεπισκοπικές εικόνες. Οπτικά συστήματα τηλεπισκόπησης ταξινομούνται στις εξής κατηγορίες, ανάλογα με τον αριθμό των φασματικών ζωνών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία απεικόνισης.
• Πανχρωματικό σύστημα απεικόνισης:
• Πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης
• Super φασματικό σύστημα απεικόνισης
• Hyper φασματικό σύστημα απεικόνισης (έχουν δυνητικές εφαρμογές σε τομείς όπως η γεωργία ακριβείας)
O πιο πρακτικός, αντικειμενικός και οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την παρακολούθηση της βλάστησης από τοπικό σε παγκόσμιο επίπεδο αποτελεί η χρήση των τεχνολογιών γεωσκόπησης. Διαφορετικοί αισθητήρες είναι σήμερα σε δορυφόρους γεωεπισκόπησης και μπορούν να χρησιμεύσουν για την παρακολούθηση του διαθέσιμου νερού στην βλάστηση. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να διαχωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες Η/Μ φάσματος: Ορατό σε συμβατικά συστήματα θέρμανσης (SWIR) ,το θερμικό υπέρυθρο , και το ραντάρ. Παρέχουν επίσης πληροφορίες σχετικά με την περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλη , τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας την εξατμισοδιαπνοή και την διηλεκτρική σταθερά. Με ανωτέρω μέθοδο μπορεί να εκτιμηθεί τόσο η περιεκτικότητα σε νερό των φύλλων όσο και η υγιής ανάπτυξη των φυτών.( Σχ.4)

4. Πολύ -γωνιακό φασματοραδιόμετρο

Μια άλλη τεχνική της τηλεπισκόπησης είναι η φασματική ανάλυση με τη χρήση διαφόρων γωνιών Ο αισθητήρας ραδιομετρικών μικροκυμάτων είναι μια συσκευή για την ανίχνευση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, που προκαλείται από θόρυβο.
Χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο αυτοματοποιημένο, αναλύονται οι αλληλεπιδράσεις π.χ μεταξύ του επιπέδου ανάκλασης θορύβων και των διάφορων σταδίων της διαταραχής που παρατηρείται σε πεύκα που έχουν προσβληθεί από σκαθάρι.( Σχ.5)

Συμπεράσματα & Μελλοντικά πεδίου εφαρμογής

Η σύγχρονη χρήση των ηλεκτρονικών, ηλεκτρικών, χημικών και μηχανικών συστημάτων αποτελεί ένα εξαιρετικό πλεονεκτήματα στη γεωργική παραγωγή.
Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν οπτικές μεθόδους ,μικροκύματα και δεδομένα ραδιομετρικών κυμάτων χιλιοστομέτρου ,μπορούν να υιοθετηθούν για την μελέτη του ρυθμού ανάπτυξης των καλλιεργειών , του είδους του εδάφους και για την πρόβλεψη της συγκομιδής και υπάρχει ένα τεράστιο πεδίο περαιτέρω ανάπτυξης προς αυτή την κατεύθυνση.
Η προστασία των πηγών νερού και η ελαχιστοποίηση της χρήσης των ανόργανων λιπασμάτων επιτυγχάνονται με αυτές τις μεθόδους .
Μέσω των διαφόρων μεθόδων ανίχνευσης να είναι δυνατή η παροχή καλύτερων κατευθυντήριων οδηγιών που θα οδηγήσουν στη χρήση ,με κατάλληλες μεθόδους , βιολογικών λιπασμάτων
Την εποχή της πληθυσμιακής έκρηξης η τεράστια ζήτηση τροφίμων μπορεί να ικανοποιηθεί με αυτό το επίπεδο προόδου της τεχνολογίας .
Αυτή η μελέτη έχει αποδείξει ότι οι πληροφορίες για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης, , μπορούν να ανακτηθούν από τις μετρήσεις της ανάκλασης των φύλλων .
Η τηλεπισκόπιση χρησιμοποιώντας το θερμικό υπέρυθρο, το ορατό και το NIR μήκος κύματος από μόνα τους ή σε συνδυασμό με τους καθιερωμένους δείκτες βλάστησης αποδείχτηκε ακατάλληλη για την ανάκτηση πληροφοριών για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης από την επιφάνεια των φύλλων
Για να διατηρηθεί η περιβαλλοντική ισορροπία των διαφόρων πηγών του πλανήτη και η διατήρηση της παραγωγή του μεθανίου κατά τη διάρκεια της συγκομιδής υπό έλεγχο, αυτή η μοντέρνα προσέγγιση θα βοηθήσει στην επίτευξη του στόχου με πιο σύγχρονες
μικροεφαρμογές. Στο μέλλον θα μπορούμε ακόμη να τροφοδοτήσουμε και με θρεπτικά συστατικά τα φυτά και τις καλλιέργειες από αέρος, αναμειγνύοντάς τα με πολύ λιγότερο νερό και με καλύτερη παρακολούθηση και επεξεργασία.

Πηγή: [[www.iosrjournals.org]]

Αρχείο:Θεμα1-5.jpg

2015-02-17T17:13:17Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Θεμα1-5.jpg"

Αρχείο:Θεμα1-4.jpg

2015-02-17T17:13:06Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Θεμα1-4.jpg"

Αρχείο:Θεμα1-3.jpg

2015-02-17T17:12:56Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Θεμα1-3.jpg"

Αρχείο:Θεμα1-2.jpg

2015-02-17T17:12:44Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Θεμα1-2.jpg"

Αρχείο:Θεμα1-1.jpg

2015-02-17T17:12:31Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Θεμα1-1.jpg"

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση

2015-02-17T15:57:22Z

Elenroku:

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

[[Εικόνα: Pk_a6_e1.jpeg|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Pk_a6_e2.jpeg|thumb|right|Εικόνα 2: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (μονάδα ελέγχου)]]
[[Εικόνα: Pk_a6_e3.jpeg|thumb|right|Εικόνα 3: Βασικό διάγραμμα για την τυποποίηση σε επίπεδο εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων (ένα σύστημα που χρησιμοποιεί Radiometer)]]
[[Εικόνα: Pk_a6_e4.jpeg|thumb|right|Εικόνα 4: Βασικό διάγραμμα οπτικής τηλεπισκόπησης]]
[[Εικόνα: Pk_a6_e5.jpeg|thumb|right|Εικόνα 5: Φωτογραφία του πύργου με ραδιόμετρο (AMSPEC) στην εξέδρα που χρησιμοποιείται για την παρατηρούμενη διαφορά ανάκλασης που οφείλεται στην προσβολή από σκαθάρι των πεύκων . Β: Ρύθμιση και το αποτύπωμα της AMSPEC]]

Περίληψη: Η βλάστηση αποτελεί το ζωτικό θεμέλιο όλων των ζωντανών οργανισμών. Για την ανάπτυξή της απαιτείται συστηματική άρδευση. Η εφαρμογή της στάγδην άρδευσης είναι πολύ συμφέρουσα . Έχει διαπιστωθεί ότι έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι στάγδην άρδευσης που είναι πολυτελείς και ασύμφοροι για να αξιοποιηθούν. Η εξ αποστάσεως παρακολούθηση των καλλιεργειών , ενσωματωμένη με το σύστημα άρδευσης είναι σημαντική για έναν αγρότη γιατί εξοικονομεί ενέργεια, χρόνο και χρήματα και παράλληλα μειώνει τις ανάγκες σε νερό .Για την επιλογή του καλύτερου προγράμματος στάγδην άρδευσης, αυτή η επιστημονική προσέγγιση αξιοποιεί το τεστ του εδάφους σε ότι αφορά την περιεκτικότητα σε νερό, την χημική του σύσταση και την αλατότητα καθώς και όλα τα δεδομένα που αναφέρονται στις απαιτήσεις σε λίπασμα με βάση τα στοιχεία που συλλέγονται και επεξεργάζονται με ασύρματο δίκτυο . Η τηλεπισκόπηση αντικαθιστά ένα ακριβό και βραδύ σύστημα συλλογής δεδομένων επί τόπου , αιτιολογώντας και διασφαλίζοντας και τις περιπτώσεις εκείνες που εκτάσεις ή αντικείμενα δεν ανιχνεύονται με αυτή την διαδικασία. Η οπτική & Μικροκυματική Τηλεπισκόπηση επηρεάζεται λιγότερο από το κλίμα το χρόνο και το σύστημα μέτρησης σε μεγάλη κλίμακα. Οι ραδιομετρικές μετρήσεις -παρατηρήσεις επίσης μπορούν να επανεξετάζονται και αναθεωρούνται. Τα αποτελέσματα συλλέγονται μέσω της κατευθυνόμενης ανάκλασης και προσομοιώνονται μέσω ενός συστήματος διπλής κατεύθυνσης σε συνάρτηση κατανομής (BRDF) που αποκτάται από την υψηλή συχνότητα πολυ γωνιακών φασματικών παρατηρήσεων. Με αυτή την μοναδικότητα, η τεχνική αυτή γίνεται ένα πολύτιμο μέσο για την παρακολούθηση της υγρασίας του εδάφους. Τα αποτελέσματα αποτυπώνονται σε έγγραφο που είναι σε συμφωνία με τα διάφορα σύστημα παρακολούθησης και προτείνει ένα πρότυπο αυτόματο σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιώντας ασύρματο δίκτυο αισθητήρων (WSN), καθώς και διάφορες τεχνικές τηλεπισκόπησης για το έδαφος και τη βλάστηση, χαρακτηριστικά που θα βοηθήσουν τον γεωργό για να επιτευχθεί πρόοδο της απόδοση.

Βασική μεθοδολογία

Τη βελτίωση της γεωργίας εξαρτάται από διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους, όπως η θερμοκρασία και υγρασία του εδάφους η σχετική υγρασία, το pH του εδάφους , η ένταση του φωτός, η λίπανση του εδάφους, κλπ. Τυχόν μικρές αλλαγές σε οποιαδήποτε από αυτές τις παραμέτρους μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, όπως ασθένειες, ακατάλληλη ανάπτυξη των φυτών, κ.λπ., με αποτέλεσμα την μικρότερη απόδοση.
Υπάρχουν διάφορες τεχνικές με χρήση της τηλεπισκόπησης για τον υπολογισμό της επιφανειακής υγρασίας με αισθητήρες επί του αγρού & εκτός πεδίου ως εξής:

1. Zigbee / HotSpot

Αποτελείται από διαφορετικούς τύπους μονάδων ανιχνεύσεως όπως αισθητήρα υγρασίας εδάφους ,αισθητήρα θερμοκρασίας, αισθητήρα υγρασίας περιβάλλοντος, αισθητήρα ρυθμιστή πίεσης μικροσκοπικό αισθητήρα για την παρακολούθηση της ανάπτυξη των καλλιεργειών, ψηφιακή φωτογραφική μηχανή με δυνατότητα παρακολούθησης και λήψης φωτογραφιών για τη μέτρηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Τα δεδομένα των αισθητηρίων μέσω ειδικών μετατροπέων μετά από αλλεπάλληλες μετατροπές από ψηφιακό σε αναλογικό και πάλι σε ψηφιακό σύστημα μεταφέρονται σε ειδικό επιλογέα δεδομένων (Multiplexer) με ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. ZigBee ή Hotspot είναι οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για την ασύρματη μεταφορά δεδομένων καθώς και για την λήψη των στοιχείων από την μονάδα ελέγχου.Η μονάδα ελέγχου αποτελείται α)από έναν καταγραφέα δεδομένων που αποτυπώνει πληροφορίες που συνδέονται με την ημερομηνία και την ώρα, και που πρέπει να αποθηκεύονται σε έναν υπολογιστή για ευέλικτη και λεπτομερή ανάλυση των δεδομένων και β)από ένα διαχωριστή (Demultiplexer) που διαχωρίζει τις συνδιασμένες πληροφορίες και τροφοδοτεί ξεχωριστούς ενεργοποιητές, όπως την αντλία για την στάγδην άρδευση, αντλία παροχής , αντλία για το λίπασμα με παράλληλο έλεγχο της ταχύτητας της αντλίας, τον έλεγχο των εισροών λιπασμάτων από τη δεξαμενή κ.λπ.( σχ1 και 2)

2. Dicke Ραδιόμετρο

Για την τυποποίηση σε επιφάνεια εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων μιας καλλιέργειας , χρησιμοποιείται ένα σύστημα ραδιόμετρου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως περιγράφεται στο ακόλουθο διάγραμμα. Διάφορα φύλλα τοποθετούνται και καταγράφονται από Dicke Ραδιόμετρο και λαμβάνονται μετρήσεις χωρίς φύλλα και επίσης με διάφορα φύλλα. Αυτό το σύστημα που γίνεται σε εργαστήριο ( Lab) μπορεί να προσαρμοσθεί σε μεγέθη εδάφους και να χρησιμοποιηθεί στον τομέα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, όπως και όταν απαιτείται(σχ3)

3.Οπτικός τομέας

Η Οπτική τηλεπισκόπηση κάνει χρήση του ορατού, εγγύς υπέρυθρου και υπέρυθρων αισθητήρων βραχέων κυμάτων για να σχηματίσουν εικόνες της επιφάνειας της γης με την ανίχνευση της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τους στόχους (χρήσεις γης) στο έδαφος. Διαφορετικά υλικά αντανακλούν και απορροφούν με διαφορετικό τρόπο σε διαφορετικά μήκη κύματος. Έτσι, οι στόχοι μπορούν να διαφοροποιηθούν με τις φασματικές υπογραφές ανακλαστικότητας τους στις τηλεπισκοπικές εικόνες. Οπτικά συστήματα τηλεπισκόπησης ταξινομούνται στις εξής κατηγορίες, ανάλογα με τον αριθμό των φασματικών ζωνών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία απεικόνισης.
• Πανχρωματικό σύστημα απεικόνισης:
• Πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης
• Super φασματικό σύστημα απεικόνισης
• Hyper φασματικό σύστημα απεικόνισης (έχουν δυνητικές εφαρμογές σε τομείς όπως η γεωργία ακριβείας)
O πιο πρακτικός, αντικειμενικός και οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την παρακολούθηση της βλάστησης από τοπικό σε παγκόσμιο επίπεδο αποτελεί η χρήση των τεχνολογιών γεωσκόπησης. Διαφορετικοί αισθητήρες είναι σήμερα σε δορυφόρους γεωεπισκόπησης και μπορούν να χρησιμεύσουν για την παρακολούθηση του διαθέσιμου νερού στην βλάστηση. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να διαχωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες Η/Μ φάσματος: Ορατό σε συμβατικά συστήματα θέρμανσης (SWIR) ,το θερμικό υπέρυθρο , και το ραντάρ. Παρέχουν επίσης πληροφορίες σχετικά με την περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλη , τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας την εξατμισοδιαπνοή και την διηλεκτρική σταθερά. Με ανωτέρω μέθοδο μπορεί να εκτιμηθεί τόσο η περιεκτικότητα σε νερό των φύλλων όσο και η υγιής ανάπτυξη των φυτών.( Σχ.4)

4. Πολύ -γωνιακό φασματοραδιόμετρο

Μια άλλη τεχνική της τηλεπισκόπησης είναι η φασματική ανάλυση με τη χρήση διαφόρων γωνιών Ο αισθητήρας ραδιομετρικών μικροκυμάτων είναι μια συσκευή για την ανίχνευση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, που προκαλείται από θόρυβο.
Χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο αυτοματοποιημένο, αναλύονται οι αλληλεπιδράσεις π.χ μεταξύ του επιπέδου ανάκλασης θορύβων και των διάφορων σταδίων της διαταραχής που παρατηρείται σε πεύκα που έχουν προσβληθεί από σκαθάρι.( Σχ.5)

Συμπεράσματα & Μελλοντικά πεδίου εφαρμογής

Η σύγχρονη χρήση των ηλεκτρονικών, ηλεκτρικών, χημικών και μηχανικών συστημάτων αποτελεί ένα εξαιρετικό πλεονεκτήματα στη γεωργική παραγωγή.
Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν οπτικές μεθόδους ,μικροκύματα και δεδομένα ραδιομετρικών κυμάτων χιλιοστομέτρου ,μπορούν να υιοθετηθούν για την μελέτη του ρυθμού ανάπτυξης των καλλιεργειών , του είδους του εδάφους και για την πρόβλεψη της συγκομιδής και υπάρχει ένα τεράστιο πεδίο περαιτέρω ανάπτυξης προς αυτή την κατεύθυνση.
Η προστασία των πηγών νερού και η ελαχιστοποίηση της χρήσης των ανόργανων λιπασμάτων επιτυγχάνονται με αυτές τις μεθόδους .
Μέσω των διαφόρων μεθόδων ανίχνευσης να είναι δυνατή η παροχή καλύτερων κατευθυντήριων οδηγιών που θα οδηγήσουν στη χρήση ,με κατάλληλες μεθόδους , βιολογικών λιπασμάτων
Την εποχή της πληθυσμιακής έκρηξης η τεράστια ζήτηση τροφίμων μπορεί να ικανοποιηθεί με αυτό το επίπεδο προόδου της τεχνολογίας .
Αυτή η μελέτη έχει αποδείξει ότι οι πληροφορίες για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης, , μπορούν να ανακτηθούν από τις μετρήσεις της ανάκλασης των φύλλων .
Η τηλεπισκόπιση χρησιμοποιώντας το θερμικό υπέρυθρο, το ορατό και το NIR μήκος κύματος από μόνα τους ή σε συνδυασμό με τους καθιερωμένους δείκτες βλάστησης αποδείχτηκε ακατάλληλη για την ανάκτηση πληροφοριών για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης από την επιφάνεια των φύλλων
Για να διατηρηθεί η περιβαλλοντική ισορροπία των διαφόρων πηγών του πλανήτη και η διατήρηση της παραγωγή του μεθανίου κατά τη διάρκεια της συγκομιδής υπό έλεγχο, αυτή η μοντέρνα προσέγγιση θα βοηθήσει στην επίτευξη του στόχου με πιο σύγχρονες
μικροεφαρμογές. Στο μέλλον θα μπορούμε ακόμη να τροφοδοτήσουμε και με θρεπτικά συστατικά τα φυτά και τις καλλιέργειες από αέρος, αναμειγνύοντάς τα με πολύ λιγότερο νερό και με καλύτερη παρακολούθηση και επεξεργασία.

Πηγή: [[www.iosrjournals.org]]

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση

2015-02-17T15:35:02Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα1-3.jpg

2015-02-17T15:32:34Z

Elenroku: ανέβασμα νέας έκδοσης του "Αρχείο:Θεμα1-3.jpg"

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση

2015-02-17T15:31:09Z

Elenroku:

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

[[Εικόνα: Pk_a1_e1.jpeg|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e2.jpeg|thumb|right|Εικόνα 2: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (μονάδα ελέγχου)]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e3.jpeg|thumb|right|Εικόνα 3: Βασικό διάγραμμα για την τυποποίηση σε επίπεδο εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων (ένα σύστημα που χρησιμοποιεί Radiometer)]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e4.jpeg|thumb|right|Εικόνα 4: Βασικό διάγραμμα οπτικής τηλεπισκόπησης]]
[[Εικόνα: Pk_a1_e5.jpeg|thumb|right|Εικόνα 5: Φωτογραφία του πύργου με ραδιόμετρο (AMSPEC) στην εξέδρα που χρησιμοποιείται για την παρατηρούμενη διαφορά ανάκλασης που οφείλεταιι στην προσβολή από σκαθάρι των πεύκων . Β: Ρύθμιση και το αποτύπωμα της AMSPEC]]

Περίληψη: Η βλάστηση αποτελεί το ζωτικό θεμέλιο όλων των ζωντανών οργανισμών. Για την ανάπτυξή της απαιτείται συστηματική άρδευση. Η εφαρμογή της στάγδην άρδευσης είναι πολύ συμφέρουσα . Έχει διαπιστωθεί ότι έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι στάγδην άρδευσης που είναι πολυτελείς και ασύμφοροι για να αξιοποιηθούν. Η εξ αποστάσεως παρακολούθηση των καλλιεργειών , ενσωματωμένη με το σύστημα άρδευσης είναι σημαντική για έναν αγρότη γιατί εξοικονομεί ενέργεια, χρόνο και χρήματα και παράλληλα μειώνει τις ανάγκες σε νερό .Για την επιλογή του καλύτερου προγράμματος στάγδην άρδευσης, αυτή η επιστημονική προσέγγιση αξιοποιεί το τεστ του εδάφους σε ότι αφορά την περιεκτικότητα σε νερό, την χημική του σύσταση και την αλατότητα καθώς και όλα τα δεδομένα που αναφέρονται στις απαιτήσεις σε λίπασμα με βάση τα στοιχεία που συλλέγονται και επεξεργάζονται με ασύρματο δίκτυο . Η τηλεπισκόπηση αντικαθιστά ένα ακριβό και βραδύ σύστημα συλλογής δεδομένων επί τόπου , αιτιολογώντας και διασφαλίζοντας και τις περιπτώσεις εκείνες που εκτάσεις ή αντικείμενα δεν ανιχνεύονταιι με αυτή την διαδικασία. Η οπτική & Μικροκυματική Τηλεπισκόπηση επηρεάζεται λιγότερο από το κλίμα το χρόνο και το σύστημα μέτρησης σε μεγάλη κλίμακα. Οι ραδιομετρικές μετρήσεις -παρατηρήσεις επίσης μπορούν να επανεξετάζονται και αναθεωρούνται. Τα αποτελέσματα συλλέγονται μέσω της κατευθυνόμενης ανάκλασης και προσομοιώνονται μέσω ενός συστήματος διπλής κατεύθυνσης σε συνάρτηση κατανομής (BRDF) που αποκτάται από την υψηλή συχνότητα πολυ γωνιακών φασματικών παρατηρήσεων. Με αυτή την μοναδικότητα, η τεχνική αυτή γίνεται ένα πολύτιμο μέσο για την παρακολούθηση της υγρασίας του εδάφους. Τα αποτελέσματα αποτυπώνονται σε έγγραφο που είναι σε συμφωνία με τα διάφορα σύστημα παρακολούθησης και προτείνει ένα πρότυπο αυτόματο σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιώντας ασύρματο δίκτυο αισθητήρων (WSN), καθώς και διάφορες τεχνικές τηλεπισκόπησης για το έδαφος και τη βλάστηση, χαρακτηριστικά που θα βοηθήσουν τον γεωργό για να επιτευχθεί πρόοδο της απόδοση.

Βασική μεθοδολογία

Τη βελτίωση της γεωργίας εξαρτάται από διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους, όπως η θερμοκρασία και υγρασία του εδάφους η σχετική υγρασία, το pH του εδάφους , η ένταση του φωτός, η λίπανση του εδάφους, κλπ. Τυχόν μικρές αλλαγές σε οποιαδήποτε από αυτές τις παραμέτρους μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, όπως ασθένειες, ακατάλληλη ανάπτυξη των φυτών, κ.λπ., με αποτέλεσμα την μικρότερη απόδοση.
Υπάρχουν διάφορες τεχνικές με χρήση της τηλεπισκόπησης για τον υπολογισμό της επιφανειακής υγρασίας με αισθητήρες επί του αγρού & εκτός πεδίου ως εξής:

1. Zigbee / HotSpot

Αποτελείται από διαφορετικούς τύπους μονάδων ανιχνεύσεως όπως αισθητήρα υγρασίας εδάφους ,αισθητήρα θερμοκρασίας, αισθητήρα υγρασίας περιβάλλοντος, αισθητήρα ρυθμιστή πίεσης μικροσκοπικό αισθητήρα για την παρακολούθηση της ανάπτυξη των καλλιεργειών, ψηφιακή φωτογραφική μηχανή με δυνατότητα παρακολούθησης και λήψης φωτογραφιών για τη μέτρηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Τα δεδομένα των αισθητηρίων μέσω ειδικών μετατροπέων μετά από αλλεπάλληλες μετατροπές από ψηφιακό σε αναλογικό και πάλι σε ψηφιακό σύστημα μεταφέρονται σε ειδικό επιλογέα δεδομένων (Multiplexer) με ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. ZigBee ή Hotspot είναι οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για την ασύρματη μεταφορά δεδομένων καθώς και για την λήψη των στοιχείων από την μονάδα ελέγχου.Η μονάδα ελέγχου αποτελείται α)από έναν καταγραφέα δεδομένων που αποτυπώνει πληροφορίες που συνδέονται με την ημερομηνία και την ώρα, και που πρέπει να αποθηκεύονται σε έναν υπολογιστή για ευέλικτη και λεπτομερή ανάλυση των δεδομένων και β)από ένα διαχωριστή (Demultiplexer) που διαχωρίζει τις συνδιασμένες πληροφορίες και τροφοδοτεί ξεχωριστούς ενεργοποιητές, όπως την αντλία για την στάγδην άρδευση, αντλία παροχής , αντλία για το λίπασμα με παράλληλο έλεγχο της ταχύτητας της αντλίας, τον έλεγχο των εισροών λιπασμάτων από τη δεξαμενή κ.λπ.( σχ1 και 2)

2. Dicke Ραδιόμετρο

Για την τυποποίηση σε επιφάνεια εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων μιας καλλιέργειας , χρησιμοποιείται ένα σύστημα ραδιόμετρου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως περιγράφεται στο ακόλουθο διάγραμμα. Διάφορα φύλλα τοποθετούνται και καταγράφονται από Dicke Ραδιόμετρο και λαμβάνονται μετρήσεις χωρίς φύλλα και επίσης με διάφορα φύλλα. Αυτό το σύστημα που γίνεται σε εργαστήριο ( Lab) μπορεί να προσαρμοσθεί σε μεγέθη εδάφους και να χρησιμοποιηθεί στον τομέα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, όπως και όταν απαιτείται(σχ3)

3.Οπτικός τομέας

Η Οπτική τηλεπισκόπηση κάνει χρήση του ορατού, εγγύς υπέρυθρου και υπέρυθρων αισθητήρων βραχέων κυμάτων για να σχηματίσουν εικόνες της επιφάνειας της γης με την ανίχνευση της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τους στόχους (χρήσεις γης) στο έδαφος. Διαφορετικά υλικά αντανακλούν και απορροφούν με διαφορετικό τρόπο σε διαφορετικά μήκη κύματος. Έτσι, οι στόχοι μπορούν να διαφοροποιηθούν με τις φασματικές υπογραφές ανακλαστικότητας τους στις τηλεπισκοπικές εικόνες. Οπτικά συστήματα τηλεπισκόπησης ταξινομούνται στις εξής κατηγορίες, ανάλογα με τον αριθμό των φασματικών ζωνών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία απεικόνισης.
• Πανχρωματικό σύστημα απεικόνισης:
• Πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης
• Super φασματικό σύστημα απεικόνισης
• Hyper φασματικό σύστημα απεικόνισης (έχουν δυνητικές εφαρμογές σε τομείς όπως η γεωργία ακριβείας)
O πιο πρακτικός, αντικειμενικός και οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την παρακολούθηση της βλάστησης από τοπικό σε παγκόσμιο επίπεδο αποτελεί η χρήση των τεχνολογιών γεωσκόπησης. Διαφορετικοί αισθητήρες είναι σήμερα σε δορυφόρους γεωεπισκόπησης και μπορούν να χρησιμεύσουν για την παρακολούθηση του διαθέσιμου νερού στην βλάστηση. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να διαχωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες Η/Μ φάσματος: Ορατό σε συμβατικά συστήματα θέρμανσης (SWIR) ,το θερμικό υπέρυθρο , και το ραντάρ. Παρέχουν επίσης πληροφορίες σχετικά με την περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλη , τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας την εξατμισοδιαπνοή και την διηλεκτρική σταθερά. Με ανωτέρω μέθοδο μπορεί να εκτιμηθεί τόσο η περιεκτικότητα σε νερό των φύλλων όσο και η υγιής ανάπτυξη των φυτών.( Σχ.4)

4. Πολύ -γωνιακό φασματοραδιόμετρο

Μια άλλη τεχνική της τηλεπισκόπησης είναι η φασματική ανάλυση με τη χρήση διαφόρων γωνιών Ο αισθητήρας ραδιομετρικών μικροκυμάτων είναι μια συσκευή για την ανίχνευση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, που προκαλείται από θόρυβο.
Χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο αυτοματοποιημένο, αναλύονται οι αλληλεπιδράσεις π.χ μεταξύ του επιπέδου ανάκλασης θορύβων και των διάφορων σταδίων της διαταραχής που παρατηρείται σε πεύκα που έχουν προσβληθεί από σκαθάρι.( Σχ.5)

Συμπεράσματα & Μελλοντικά πεδίου εφαρμογής

Η σύγχρονη χρήση των ηλεκτρονικών, ηλεκτρικών, χημικών και μηχανικών συστημάτων αποτελεί ένα εξαιρετικό πλεονεκτήματα στη γεωργική παραγωγή.
Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν οπτικές μεθόδους ,μικροκύματα και δεδομένα ραδιομετρικών κυμάτων χιλιοστομέτρου ,μπορούν να υιοθετηθούν για την μελέτη του ρυθμού ανάπτυξης των καλλιεργειών , του είδους του εδάφους και για την πρόβλεψη της συγκομιδής και υπάρχει ένα τεράστιο πεδίο περαιτέρω ανάπτυξης προς αυτή την κατεύθυνση.
Η προστασία των πηγών νερού και η ελαχιστοποίηση της χρήσης των ανόργανων λιπασμάτων επιτυγχάνονται με αυτές τις μεθόδους .
Μέσω των διαφόρων μεθόδων ανίχνευσης να είναι δυνατή η παροχή καλύτερων κατευθυντήριων οδηγιών που θα οδηγήσουν στη χρήση ,με κατάλληλες μεθόδους , βιολογικών λιπασμάτων
Την εποχή της πληθυσμιακής έκρηξης η τεράστια ζήτηση τροφίμων μπορεί να ικανοποιηθεί με αυτό το επίπεδο προόδου της τεχνολογίας .
Αυτή η μελέτη έχει αποδείξει ότι οι πληροφορίες για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης, , μπορούν να ανακτηθούν από τις μετρήσεις της ανάκλασης των φύλλων .
Η τηλεπισκόπιση χρησιμοποιώντας το θερμικό υπέρυθρο, το ορατό και το NIR μήκος κύματος από μόνα τους ή σε συνδυασμό με τους καθιερωμένους δείκτες βλάστησης αποδείχτηκε ακατάλληλη για την ανάκτηση πληροφοριών για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης από την επιφάνεια των φύλλων
Για να διατηρηθεί η περιβαλλοντική ισορροπία των διαφόρων πηγών του πλανήτη και η διατήρηση της παραγωγή του μεθανίου κατά τη διάρκεια της συγκομιδής υπό έλεγχο, αυτή η μοντέρνα προσέγγιση θα βοηθήσει στην επίτευξη του στόχου με πιο σύγχρονες
μικροεφαρμογές. Στο μέλλον θα μπορούμε ακόμη να τροφοδοτήσουμε και με θρεπτικά συστατικά τα φυτά και τις καλλιέργειες από αέρος, αναμειγνύοντάς τα με πολύ λιγότερο νερό και με καλύτερη παρακολούθηση και επεξεργασία.

Πηγή: [[www.iosrjournals.org]]

Αρχείο:Θεμα1-5.jpg

2015-02-17T15:28:40Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα1-4.jpg

2015-02-17T15:28:08Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα1-3.jpg

2015-02-17T15:27:45Z

Elenroku:

Αρχείο:Θεμα1-2.jpg

2015-02-17T15:26:20Z

Elenroku:

Τηλεπισκόπηση της Βλάστησης με διάφορες τεχνικές για την ορθή στάγδην άρδευση

2015-02-17T15:24:01Z

Elenroku:

[[category:Σχεδιασμός αδρευτικών συστημάτων]]

[[Εικόνα: Pk_a1_e1.jpeg|thumb|right|Εικόνα 1: Βασικό διάγραμμα του προτεινόμενου συστήματος (τμήμα εισόδου στοιχείων)]]

Περίληψη: Η βλάστηση αποτελεί το ζωτικό θεμέλιο όλων των ζωντανών οργανισμών. Για την ανάπτυξή της απαιτείται συστηματική άρδευση. Η εφαρμογή της στάγδην άρδευσης είναι πολύ συμφέρουσα . Έχει διαπιστωθεί ότι έχουν προταθεί διάφορες μέθοδοι στάγδην άρδευσης που είναι πολυτελείς και ασύμφοροι για να αξιοποιηθούν. Η εξ αποστάσεως παρακολούθηση των καλλιεργειών , ενσωματωμένη με το σύστημα άρδευσης είναι σημαντική για έναν αγρότη γιατί εξοικονομεί ενέργεια, χρόνο και χρήματα και παράλληλα μειώνει τις ανάγκες σε νερό .Για την επιλογή του καλύτερου προγράμματος στάγδην άρδευσης, αυτή η επιστημονική προσέγγιση αξιοποιεί το τεστ του εδάφους σε ότι αφορά την περιεκτικότητα σε νερό, την χημική του σύσταση και την αλατότητα καθώς και όλα τα δεδομένα που αναφέρονται στις απαιτήσεις σε λίπασμα με βάση τα στοιχεία που συλλέγονται και επεξεργάζονται με ασύρματο δίκτυο . Η τηλεπισκόπηση αντικαθιστά ένα ακριβό και βραδύ σύστημα συλλογής δεδομένων επί τόπου , αιτιολογώντας και διασφαλίζοντας και τις περιπτώσεις εκείνες που εκτάσεις ή αντικείμενα δεν ανιχνεύονταιι με αυτή την διαδικασία. Η οπτική & Μικροκυματική Τηλεπισκόπηση επηρεάζεται λιγότερο από το κλίμα το χρόνο και το σύστημα μέτρησης σε μεγάλη κλίμακα. Οι ραδιομετρικές μετρήσεις -παρατηρήσεις επίσης μπορούν να επανεξετάζονται και αναθεωρούνται. Τα αποτελέσματα συλλέγονται μέσω της κατευθυνόμενης ανάκλασης και προσομοιώνονται μέσω ενός συστήματος διπλής κατεύθυνσης σε συνάρτηση κατανομής (BRDF) που αποκτάται από την υψηλή συχνότητα πολυ γωνιακών φασματικών παρατηρήσεων. Με αυτή την μοναδικότητα, η τεχνική αυτή γίνεται ένα πολύτιμο μέσο για την παρακολούθηση της υγρασίας του εδάφους. Τα αποτελέσματα αποτυπώνονται σε έγγραφο που είναι σε συμφωνία με τα διάφορα σύστημα παρακολούθησης και προτείνει ένα πρότυπο αυτόματο σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιώντας ασύρματο δίκτυο αισθητήρων (WSN), καθώς και διάφορες τεχνικές τηλεπισκόπησης για το έδαφος και τη βλάστηση, χαρακτηριστικά που θα βοηθήσουν τον γεωργό για να επιτευχθεί πρόοδο της απόδοση.

Βασική μεθοδολογία

Τη βελτίωση της γεωργίας εξαρτάται από διάφορες περιβαλλοντικές παραμέτρους, όπως η θερμοκρασία και υγρασία του εδάφους η σχετική υγρασία, το pH του εδάφους , η ένταση του φωτός, η λίπανση του εδάφους, κλπ. Τυχόν μικρές αλλαγές σε οποιαδήποτε από αυτές τις παραμέτρους μπορεί να προκαλέσει προβλήματα, όπως ασθένειες, ακατάλληλη ανάπτυξη των φυτών, κ.λπ., με αποτέλεσμα την μικρότερη απόδοση.
Υπάρχουν διάφορες τεχνικές με χρήση της τηλεπισκόπησης για τον υπολογισμό της επιφανειακής υγρασίας με αισθητήρες επί του αγρού & εκτός πεδίου ως εξής:

1. Zigbee / HotSpot

Αποτελείται από διαφορετικούς τύπους μονάδων ανιχνεύσεως όπως αισθητήρα υγρασίας εδάφους ,αισθητήρα θερμοκρασίας, αισθητήρα υγρασίας περιβάλλοντος, αισθητήρα ρυθμιστή πίεσης μικροσκοπικό αισθητήρα για την παρακολούθηση της ανάπτυξη των καλλιεργειών, ψηφιακή φωτογραφική μηχανή με δυνατότητα παρακολούθησης και λήψης φωτογραφιών για τη μέτρηση της ανάπτυξης των καλλιεργειών. Τα δεδομένα των αισθητηρίων μέσω ειδικών μετατροπέων μετά από αλλεπάλληλες μετατροπές από ψηφιακό σε αναλογικό και πάλι σε ψηφιακό σύστημα μεταφέρονται σε ειδικό επιλογέα δεδομένων (Multiplexer) με ασύρματο δίκτυο αισθητήρων. ZigBee ή Hotspot είναι οι μονάδες που χρησιμοποιούνται για την ασύρματη μεταφορά δεδομένων καθώς και για την λήψη των στοιχείων από την μονάδα ελέγχου.Η μονάδα ελέγχου αποτελείται α)από έναν καταγραφέα δεδομένων που αποτυπώνει πληροφορίες που συνδέονται με την ημερομηνία και την ώρα, και που πρέπει να αποθηκεύονται σε έναν υπολογιστή για ευέλικτη και λεπτομερή ανάλυση των δεδομένων και β)από ένα διαχωριστή (Demultiplexer) που διαχωρίζει τις συνδιασμένες πληροφορίες και τροφοδοτεί ξεχωριστούς ενεργοποιητές, όπως την αντλία για την στάγδην άρδευση, αντλία παροχής , αντλία για το λίπασμα με παράλληλο έλεγχο της ταχύτητας της αντλίας, τον έλεγχο των εισροών λιπασμάτων από τη δεξαμενή κ.λπ.( σχ1 και 2)

2. Dicke Ραδιόμετρο

Για την τυποποίηση σε επιφάνεια εδάφους των διαφόρων παραμέτρων των φύλλων μιας καλλιέργειας , χρησιμοποιείται ένα σύστημα ραδιόμετρου που μπορεί να χρησιμοποιηθεί όπως περιγράφεται στο ακόλουθο διάγραμμα. Διάφορα φύλλα τοποθετούνται και καταγράφονται από Dicke Ραδιόμετρο και λαμβάνονται μετρήσεις χωρίς φύλλα και επίσης με διάφορα φύλλα. Αυτό το σύστημα που γίνεται σε εργαστήριο ( Lab) μπορεί να προσαρμοσθεί σε μεγέθη εδάφους και να χρησιμοποιηθεί στον τομέα των γεωργικών εκμεταλλεύσεων, όπως και όταν απαιτείται(σχ3)

3.Οπτικός τομέας

Η Οπτική τηλεπισκόπηση κάνει χρήση του ορατού, εγγύς υπέρυθρου και υπέρυθρων αισθητήρων βραχέων κυμάτων για να σχηματίσουν εικόνες της επιφάνειας της γης με την ανίχνευση της ηλιακής ακτινοβολίας που ανακλάται από τους στόχους (χρήσεις γης) στο έδαφος. Διαφορετικά υλικά αντανακλούν και απορροφούν με διαφορετικό τρόπο σε διαφορετικά μήκη κύματος. Έτσι, οι στόχοι μπορούν να διαφοροποιηθούν με τις φασματικές υπογραφές ανακλαστικότητας τους στις τηλεπισκοπικές εικόνες. Οπτικά συστήματα τηλεπισκόπησης ταξινομούνται στις εξής κατηγορίες, ανάλογα με τον αριθμό των φασματικών ζωνών που χρησιμοποιούνται στη διαδικασία απεικόνισης.
• Πανχρωματικό σύστημα απεικόνισης:
• Πολυφασματικό σύστημα απεικόνισης
• Super φασματικό σύστημα απεικόνισης
• Hyper φασματικό σύστημα απεικόνισης (έχουν δυνητικές εφαρμογές σε τομείς όπως η γεωργία ακριβείας)
O πιο πρακτικός, αντικειμενικός και οικονομικά αποδοτικός τρόπος για την παρακολούθηση της βλάστησης από τοπικό σε παγκόσμιο επίπεδο αποτελεί η χρήση των τεχνολογιών γεωσκόπησης. Διαφορετικοί αισθητήρες είναι σήμερα σε δορυφόρους γεωεπισκόπησης και μπορούν να χρησιμεύσουν για την παρακολούθηση του διαθέσιμου νερού στην βλάστηση. Αυτοί οι αισθητήρες μπορούν να διαχωριστούν στις ακόλουθες τρεις κατηγορίες Η/Μ φάσματος: Ορατό σε συμβατικά συστήματα θέρμανσης (SWIR) ,το θερμικό υπέρυθρο , και το ραντάρ. Παρέχουν επίσης πληροφορίες σχετικά με την περιεκτικότητα των φυτών σε χλωροφύλλη , τον δείκτη φυλλικής επιφάνειας την εξατμισοδιαπνοή και την διηλεκτρική σταθερά. Με ανωτέρω μέθοδο μπορεί να εκτιμηθεί τόσο η περιεκτικότητα σε νερό των φύλλων όσο και η υγιής ανάπτυξη των φυτών.( Σχ.4)

4. Πολύ -γωνιακό φασματοραδιόμετρο

Μια άλλη τεχνική της τηλεπισκόπησης είναι η φασματική ανάλυση με τη χρήση διαφόρων γωνιών Ο αισθητήρας ραδιομετρικών μικροκυμάτων είναι μια συσκευή για την ανίχνευση της ηλεκτρομαγνητικής ενέργειας, που προκαλείται από θόρυβο.
Χρησιμοποιώντας ένα φασματοφωτόμετρο αυτοματοποιημένο, αναλύονται οι αλληλεπιδράσεις π.χ μεταξύ του επιπέδου ανάκλασης θορύβων και των διάφορων σταδίων της διαταραχής που παρατηρείται σε πεύκα που έχουν προσβληθεί από σκαθάρι.( Σχ.5)

Συμπεράσματα & Μελλοντικά πεδίου εφαρμογής

Η σύγχρονη χρήση των ηλεκτρονικών, ηλεκτρικών, χημικών και μηχανικών συστημάτων αποτελεί ένα εξαιρετικό πλεονεκτήματα στη γεωργική παραγωγή.
Οι τεχνικές τηλεπισκόπησης που χρησιμοποιούν οπτικές μεθόδους ,μικροκύματα και δεδομένα ραδιομετρικών κυμάτων χιλιοστομέτρου ,μπορούν να υιοθετηθούν για την μελέτη του ρυθμού ανάπτυξης των καλλιεργειών , του είδους του εδάφους και για την πρόβλεψη της συγκομιδής και υπάρχει ένα τεράστιο πεδίο περαιτέρω ανάπτυξης προς αυτή την κατεύθυνση.
Η προστασία των πηγών νερού και η ελαχιστοποίηση της χρήσης των ανόργανων λιπασμάτων επιτυγχάνονται με αυτές τις μεθόδους .
Μέσω των διαφόρων μεθόδων ανίχνευσης να είναι δυνατή η παροχή καλύτερων κατευθυντήριων οδηγιών που θα οδηγήσουν στη χρήση ,με κατάλληλες μεθόδους , βιολογικών λιπασμάτων
Την εποχή της πληθυσμιακής έκρηξης η τεράστια ζήτηση τροφίμων μπορεί να ικανοποιηθεί με αυτό το επίπεδο προόδου της τεχνολογίας .
Αυτή η μελέτη έχει αποδείξει ότι οι πληροφορίες για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης, , μπορούν να ανακτηθούν από τις μετρήσεις της ανάκλασης των φύλλων .
Η τηλεπισκόπιση χρησιμοποιώντας το θερμικό υπέρυθρο, το ορατό και το NIR μήκος κύματος από μόνα τους ή σε συνδυασμό με τους καθιερωμένους δείκτες βλάστησης αποδείχτηκε ακατάλληλη για την ανάκτηση πληροφοριών για τις ανάγκες του νερού της βλάστησης από την επιφάνεια των φύλλων
Για να διατηρηθεί η περιβαλλοντική ισορροπία των διαφόρων πηγών του πλανήτη και η διατήρηση της παραγωγή του μεθανίου κατά τη διάρκεια της συγκομιδής υπό έλεγχο, αυτή η μοντέρνα προσέγγιση θα βοηθήσει στην επίτευξη του στόχου με πιο σύγχρονες
μικροεφαρμογές. Στο μέλλον θα μπορούμε ακόμη να τροφοδοτήσουμε και με θρεπτικά συστατικά τα φυτά και τις καλλιέργειες από αέρος, αναμειγνύοντάς τα με πολύ λιγότερο νερό και με καλύτερη παρακολούθηση και επεξεργασία.

Πηγή: [[www.iosrjournals.org]]

Αρχείο:Θεμα1-1.jpg

2015-02-17T15:12:58Z

Elenroku: