کشاورزی هوشمند و کاربردهای سنجش از دور

کشاورزی از عامل مهم در بقاء انسان و شکل گیری تمدن های مختلف بر روی سطح زمین بوده است. ما تمدن های مختلف و ماندگار با توجه به توانایی بالا در کشاورزی در طول تاریخ داشته ایم. از ابتدای ظهور انسان، تاکنون، کشاورزی به عنوان یک فعالیت بنیادین و اساسی، نه تنها به تأمین غذا و منابع زنده‌ای انسانی کمک کرده است، بلکه در شکل‌گیری جوامع و تمدن‌های مختلف نیز نقش بسزایی داشته است. در مقاله کشاورزی هوشمند و کاربردهای سنجش از دور به بررسی دو عامل مهم یعنی کشاورزی هوشمند و نقش سنجش ازدور خوایم پرداخت. این مقاله جامع و کاربردی را با دوستان خود به اشتراک بگذارید.

در اوایل تاریخ بشر، انسان‌ها به صورت شکار و جمع‌آوری غذا، از منابع طبیعی استفاده می‌کردند. اما با کشف و توسعه فنون کشاورزی، انسان‌ها توانستند غذای خود را کشت و پرورش بدهند. این به صورت ساده ترین شکل کشاورزی در تمدن انسان ها شکل گرفت. شروع به کشاورزی و کم کردن میزان شکار توسط انسان ها، نقطه عطفی در تاریخ بشر بود که منجر به ایجاد جوامع سازمان‌یافته و تمدن‌هایی نظیر می‌شد. به طور مثال، ظهور تمدن‌های باستانی همچون سومریان، مصریان، و هندوس، به میزان بسیار زیادی به توسعه کشاورزی و کشاورزان بستگی داشت.

از گذشته تا به امروز، کشاورزی به عنوان یک فعالیت اساسی در اقتصاد و جامعه انسان‌ها باقی مانده است. توسعه تکنولوژی‌های کشاورزی و بهره‌گیری از دانش علمی، توانسته است بهبود‌های چشمگیری در تولید محصولات کشاورزی، کاهش آسیب‌های زیست‌محیطی، و افزایش بهره‌وری زمین‌های کشاورزی را به همراه داشته باشد. از این رو، افزایش بهره‌وری و بهینه‌سازی در کشاورزی می‌تواند اثرات مثبتی بر کاهش فقر و افزایش رفاه اجتماعی داشته باشد.

همچنین، کشاورزی به عنوان یکی از مهم‌ترین عوامل حفظ محیط زیست و منابع طبیعی نیز شناخته می‌شود. توسعه کشاورزی پایدار که با توجه به افزایش بهره‌وری و کاهش استفاده‌ی ناپایدار از منابع طبیعی صورت می‌گیرد، می‌تواند در حفظ تنوع زیستی، کنترل آلودگی‌ها، و حفظ خاک و آب‌ها نقش مهمی داشته باشد.

امروزه، جوامع انسانی با چالش‌هایی همچون رشد جمعیت جهانی، تغییرات اقلیمی، کاهش منابع آب و خاک، و نیاز به تأمین غذای کافی برای جامعه روبه است که، اهمیت ارتقاء بهره‌وری و پایداری در کشاورزی بیشتر از همیشه به چشم می‌خورد. در این میان، “کشاورزی هوشمند” به عنوان یکی از راهکارهای موثر و نوین برای مواجهه با این چالش‌ها مطرح شده است و به عنوان یک پارادایم جدید در بخش کشاورزی شناخته می‌شود.

کشاورزی هوشمند (Smart agriculture)

با پیشرفت روز افزون فناوری و توسعه‌ی علوم کشاورزی، مفهوم کشاورزی هوشمند به عنوان یکی از راهکارهای کلیدی برای بهبود بهره‌وری و پایداری در بخش کشاورزی ظاهر شده است. این رویکرد نوین در کشاورزی، با بهره‌گیری از تکنولوژی‌های پیشرفته، داده‌های دقیق، و سیستم‌های هوش مصنوعی، به کشاورزان و مدیران مزارع امکان می‌دهد تا فرآیندهای کشاورزی خود را بهبود بخشیده و به مدیریت بهینه‌تری از منابع طبیعی بپردازند.

در کشاورزی نوین روش های سنتی کشاورزی کم رنگ تر شده و شیوه‌ای نوین از کشت، نگهداری و برداشت محصولات کشاورزی و گیاهان مبتنی بر تکنولوژی و فرایندهای خودکار و هوشمند به صورت پر رنگ تر مورد توجه قرار می گیرد. با گذشت زمان و پیشرفت فن آوری های مختلف ، انسان ها این فن آوری ها در زمینه کشاورزی برای افزایش بهره وری استفاده خواهند کرد. یکی از مهم ترین فن آوری ها اینترنت اشیاء می باشد.

در کشاورزی هوشمند از یک رویکرد نوین و پیشرفته در بخش کشاورزی استفاده می شود که با بهره‌گیری از فناوری‌های پیشرفته، اطلاعات دقیق، و سیستم‌های هوش مصنوعی، به منظور بهبود بهره‌وری، کاهش هدررفت منابع، و کاهش تأثیرات منفی بر محیط زیست، از مزرعه‌ها و مزارع بهره می‌برد.

در کشاورزی هوشمند، فناوری‌های متنوعی مانند اینترنت اشیاء (IoT)، سنسورها، داده‌های سنجش از دور، روباتیک، و هوش مصنوعی استفاده می‌شود تا فرآیندهای کشاورزی را بهبود بخشیده و به کشاورزان کمک کند تا تصمیمات بهتری بگیرند و مدیریت بهینه‌تری بر مزرعه‌ها و محصولات خود داشته باشند.

 

کشاورزی هوشمند و کاربردهای سنجش از دور

بخش کشاورزی به عنوان یکی از اقتصادی‌ترین بخش‌های موجود در سطح زمین بوده که، یکی از اصلی‌ترین عوامل در مدیریت گازهای گلخانه‌ای می‌باشد. همچنین استفاده بی رویه و غیر اصولی در بخش کشاورزی یکی از عوامل اصلی در تغییر کاربری اراضی، تخریب منابع طبیعی و از دست دادن محیط زیست است.
برای ادامه تولید غذای کافی و مغذی، با کاهش تأثیرات زیست محیطی، نیاز به تغییرات در مدیریت محصولات کشاورزی و دامی است. این تغییرات باید کارایی را افزایش داده و ضایعات را کاهش دهند تا تولید پایدار و پایدار در چارچوب تغییرات جهانی (اقلیمی، فناوری، اقتصادی و جمعیتی) تضمین شود.
یکی از علومی که با پیشرفت چشم گیر میتواند در بخش کشاورزی هوشمند مورد استفاده قرار گیرد سنجش از دور می باشد. سنجش از دور علم بدست آوردن اطلاعات در مورد پدیده های روی سطح زمین بدون تماس مستقیم با پدیده از طریق امواج الکترومغناطیسی و یک سری سنسور ها می باشد. تصویر کنید شما 100 هکتار زمین کشاورزی دارید و میتوانید در چند لحظه شرایط کلی رطوبتی آن را مشاهده کنید و تصمیم بگیرید که کدام بخش نیازمند به آب بیشتری یا الویت بندی کرد. این واقعا عالی مگه نه!
فن آوری سنجش از دور، با استفاده از سنسورها و دستگاه‌های مختلف نظیر ماهواره‌ها و پهپادها، اطلاعاتی در مورد شرایط محیطی، خاک، و محصولات کشاورزی را به طور دقیق و در زمان واقعی ارائه می‌دهد. این اطلاعات از اهمیت بسزایی برای کشاورزان و مدیران مزارع برخوردار است زیرا امکان تصمیم‌گیری‌های بهتر و موثرتر در زمینه‌هایی همچون آبیاری، مدیریت کود و سموم، و پیش‌بینی بیماری‌ها و آفات را فراهم می‌آورد.
همچنین ، فن آوری سنجش از دور اطلاعاتی در اختیار سایر علوم مانند هوش مصنوعی قرار داده که از طریق تحلیل داده‌های جمع‌آوری‌شده، می‌تواند الگوها و روندهای مفیدی را برای بهبود بهره‌وری و کارایی کشاورزی شناسایی و پیاده‌سازی کند. در نتیجه، سنجش از دور به عنوان یک ابزار قدرتمند و حیاتی در پیشبرد اهداف کشاورزی هوشمند محسوب می‌شود.

مهم ترین کاربردهای سنجش از دور در کشاورزی دقیق

• مدیریت زمین و محصولات
• آبیاری دقیق
• مدیریت کود و سموم
• شناسایی بیماری‌ها و آفات
• پیش‌بینی و کنترل زودهنگام بلایای طبیعی و مشکلات
• بهبود کیفیت محصول
• تصمیم‌گیری هوشمند

 

دوره پیشنهادی ما : دوره جامع گوگل ارث انجین در علوم کشاورزی

مدیریت زمین و محصولات با سنجش از دور

مدیریت زمین و محصولات کشاورزی با استفاده از سنجش از دور یکی از مهم‌ترین استفاده‌ها از این فناوری در حوزه کشاورزی دقیق است. با استفاده از تصاویر سنجش از دور که از منابعی نظیر ماهواره‌ها، هواپیماها، و حسگرهای زمینی به دست می‌آید، می‌توان بهبود مدیریت منابع زمین و بهره‌وری محصولات را بهبود بخشید.

آبیاری دقیق با سنجش ازدور

آبیاری دقیق یک روش مدیریتی است که با استفاده از داده‌های سنجش از دور، اطلاعات دقیقی را درباره نیازهای آبی محصولات فراهم می‌کند. این اطلاعات شامل تحلیل‌های تصویری ماهواره‌ای، داده‌های حرارتی، و شاخص‌های گیاهی می‌شود که به طور دقیق نیازهای آبی محصولات را مشخص می‌کنند. استفاده از سنجش از دور حرارتی دراین زمینه بسیار میتواند کارامد باشد.
از طریق تحلیل این تصاویر و داده، می‌توان به شناسایی نقاطی که نیاز به آب بیشتر یا کمتر دارند کرد و سپس آبیاری را به صورت متناسب با نیازهای هر نقطه انجام داد. این روش به کاهش مصرف آب در کشاورزی کمک می‌کند و بهره‌وری آبیاری را بهبود می‌بخشد، در نتیجه باعث صرفه‌جویی در منابع آبی می‌شود و اثرات مخرب بر محیط زیست را کاهش می‌دهد. با توجه به وسعت بالای زمین های کشاورزی استفاده از آبیاری دقیق میتواند بسیار کارامد باشد.

مدیریت کود و سموم با سنجش از دور

مدیریت کود و سموم با استفاده از تصاویر و داده سنجش از دور به ارائه اطلاعات دقیق درباره نیازهای محصولات به کود و سموم می‌پردازد. این داده‌ها شامل تحلیل‌های تصویری ماهواره‌ای و داده‌های سنجش از دور دیگر مانند شاخص‌های گیاهی و باندهای حرارتی می‌شوند. در این زمینه شاخص های گیاهی و تصاویر ابرطیفی در محدوده لبه قرمز میتواند بسیار کارامد باشد.

با استفاده از این داده‌ها و تصاویر، می‌توان به طور دقیق نیازهای محصولات به عناصر غذایی مختلف و سموم را تعیین کرده و مقادیر مورد نیاز را به صورت دقیق اعمال کرد. این روش باعث حفظ محیط زیست و کاهش هدررفت مواد شیمیایی می‌شود زیرا تنها مقادیر لازم از کود و سموم به کشاورزی اعمال می‌شود و مقادیر اضافی که ممکن است به محیط زیست آسیب برسانند، کاهش می‌یابد. همچنین این روش در بحث هزینه کود پاشی و سم پاشی با پهپاد ها نیز میتواند تاثیر گذار باشد.

شناسایی بیماری و آفات گیاهی با سنجش از دور

تصاویر ابر طیفی و استفاده از شاخص های مختلف در فن آوری سنجش ازدور باعث شده است که به راحتی بتوان بیماری و آفت گیاهی را شناسایی کرد. این فناوری از تغییرات در الگوهای رنگی و ساختاری محصولات استفاده می‌کند تا بیماری‌ها و آفات را در مراحل زودرس شناسایی کند. با تحلیل تصاویر ماهواره‌ای و داده‌های سنجش از دور، می‌توان الگوهای غیرطبیعی و ناهنجاری‌ها را در محصولات کشاورزی تشخیص داد که ممکن است نشانگر وجود بیماری‌ها یا آفات باشند.

آموزش توصیه شده: شناسایی بیماری و آفات گیاهی در گوگل ارث انجین

این اطلاعات با ارزش به کشاورزان امکان می‌دهد تا با اقدامات پیشگیرانه و درمانی موثرتری، به طور سریع به مشکلات پیش آمده واکنش نشان دهند. به علاوه، این روش امکان ارائه تصاویر محصولات با کیفیت و مرتبط با تاریخچه زمانی را فراهم می‌کند که به تحلیل‌های دقیق‌تر و ارائه تصمیم‌گیری‌های بهتر برای مدیریت بیماری‌ها و آفات کمک می‌کند. از این اطلاعات برای پیش بینی ها ماشین لرنینگ نیز میتوان استفاده کرد.

پیش‌بینی و کنترل زودهنگام بلایای طبیعی و مشکلات

پیش‌بینی و کنترل به موقع بلایای طبیعی و مشکلات با استفاده از سنجش از دور، یک روش موثر و حیاتی در مدیریت منابع طبیعی و کشاورزی است. این روش به منظور پیش‌بینی و مدیریت بهینه بلایا و مشکلات ناشی از عوامل طبیعی مانند سیل، خشکسالی، تغییرات اقلیمی، آفات گیاهی و جانوری، و بیماری‌های گیاهی انجام می‌شود. با استفاده از داده‌های سنجش از دور مانند تصاویر ماهواره‌ای، داده‌های سنسورهای زمینی و هوایی، و داده‌های محیطی دیگر، می‌توان الگوها و نشانگرهای زودرس بلایای طبیعی را شناسایی کرده و به مسئولین و کشاورزان اطلاعات لازم را ارائه داد تا اقدامات پیشگیرانه و کنترلی مناسبی را انجام دهند.

بهبود کیفیت محصول با سنجش از دور

اطلاعات استخراج شده از تصاویر ماهواره ای مانند رطوبت، شناسایی آفات و بیماری گیاهی باعث شده که کیفیت محصولات به مراتب افزایش یابد. برای نمونه در روش های سنتی سیستم آبیاری باعث می شد که حجم زیاد از آب مصرف که شاید گیاه یا محصولات کشاورزی به آن نیازی نداشته باشند.

این تصاویر و اطلاعات سنجش از دور به کشاورزان این امکان را می‌دهد تا با استفاده از اطلاعات دقیق و زمان‌درست، تصمیمات بهتری در مورد نگهداری، آبیاری، و استفاده از کود و سموم بگیرند که بهبود کیفیت و ارزش افزوده محصولات را فراهم می‌کند. از طرفی، این روش با کاهش آلودگی‌ها و مواد مضر در محصولات، به سلامت مصرف‌کنندگان نیز کمک می‌کند. در نتیجه، بهبود کیفیت محصولات از طریق استفاده از اطلاعات سنجش از دور، علاوه بر افزایش سودآوری کشاورزان، به حفظ سلامت محیط زیست و بهبود کیفیت زندگی انسان‌ها نیز کمک می‌کند.

انواع سنجش دور و کاربرد در کشاورزی دقیق

تصاویر و اطلاعات سنجش از دوری بر اساس مبناهای مختلف به گروه های مختلف تقسیم میشود. برای نمونه بر اساس منبع انرژی ما سنجش از دور فعال (راداری) و غیر فعال ( اپتیک و حرارتی) داریم. همچنین بر اساس تعداد باند ما سنجش از دور ابر طیفی و چند طیفی را داریم که اشاره به تعداد باند خواهد کرد. باور غالب این است که در زمینه سنجش از دور استفاده غالب از تصاویر اپتیک است. اما با مطالعه های صورت گرفته شاهد این هستیم که امروزه از انواع مختلف سنجش از دور در مباحث کشاورزی دقیق استفاده خواهد شد.

در مورد تصاویر اپتیک که از نور خورشید برای تصویر برداری استفاده می کند غالب ترین کاربرد را در بین تصاویر ماهواره ای مختلف دارا است. این تصاویر اپتیک قابلیت ایجاد شاخص های مختلف در زمینه بیماری و آفات گیاهی، نیاز آبی و سلامت گیاهی ارائه خواهد دارد. مهم ترین عامل در تصاویر اپتیک وجود باند در محدوده مادون قرمز نزدیک و میانی که بیشترین میزان بازتاب را دارا است می باشد.

نکته حائز اهمیت در مورد تصاویر اپتیک وجود تعداد باند کافی در محدوده مادون قرمز نزدیک و میانی است که به آن محدوده لبه قرمز نیز گویند. بر اساس میزان بازتاب و نقاط جذب میتوان سلامت و بیماری گیاهی را شناسایی کرد. عامل مهم دیگر تعداد باند در این محدوده است. تصاویر با تعداد باند بیشتر میتواند در این زمینه بسیار کارامد باشد.

تصاویر راداری نیز در زمینه شناسایی رطوبت و اندازه ارتفاع پوشش گیاهی یا محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار خواهد گرفت. ارزیابی ارتفاع محصولات کشاورزی با تصاویر راداری اطلاعات باارزشی را هم که از اهمیت بسیاری برای کشاورزان برخوردار است، زیرا می‌تواند به آن‌ها کمک کند تا به بهترین زمان برداشت محصولات و انجام عملیات‌های مدیریتی دقیق‌تر بپردازند.

همچنین با با تحلیل تصاویر راداری، می‌توان مناطق مختلفی را با عملکرد متفاوت در کشاورزی شناسایی کرد. این اطلاعات به کشاورزان کمک می‌کند تا بهترین راهکارهای مدیریتی را برای هر منطقه تعیین کنند و عملکرد و بهره‌وری محصولات خود را بهبود بخشند.

سنجش از دور حرارتی یکی از انواع مهم سنجش از دور است که در زمینه کشاورزی دقیق و بررسی تنش گیاهی بسیار مؤثر است. این فناوری از توانایی اندازه‌گیری دماهای سطحی یا حرارت گسیل‌شده توسط اشیاء و منابع مختلف بر روی زمین استفاده می‌کند. از سنجش از دور حرارتی میتوان در زمینه های مختلف از جمله: تشخیص تنش گیاهی، مانیتورینگ رشد و توسعه گیاهان، تشخیص بیماری‌ها و آفات و ارزیابی عملکرد گیاهی استفاده کرد.

پهپادها (هواپیماهای بدون سرنشین) هم می‌توان به عنوان یکی از ابزارهای استفاده شده در سنجش از دور در زمینه کشاورزی اشاره کرد. پهپادها با تجهیز به دوربین‌های مختلف از جمله دوربین‌های حرارتی و دوربین‌های مولتی‌اسپکترال، اطلاعات دقیقی از مزارع و مزارع کشاورزی را به دست می‌آورند. این اطلاعات می‌توانند برای اهدافی مانند کنترل کیفیت محصولات، تشخیص زودرس بیماری‌ها و آفات، مانیتورینگ مساحت زراعی، ارزیابی توسعه و رشد گیاهان، و بهبود مدیریت آبیاری و تغذیه مورد استفاده قرار گیرند. همچنین، پهپادها می‌توانند به صورت مؤثری در برنامه‌ریزی و مانیتورینگ فعالیت‌های کشاورزی کمک کنند و به کشاورزان کمک کنند تا بهترین تصمیمات را بگیرند تا به بهره‌وری و بهره‌مندی بالاتری دست یابند.
خلاصه
سنجش از دور یکی از ابزارهای بسیار مؤثر و مهم در کشاورزی دقیق است که از فناوری‌های مختلفی از جمله تصاویر ماهواره‌ای، تصاویر هوایی، سنسورهای حرارتی و راداری استفاده می‌کند. این فناوری‌ها اطلاعات دقیقی از مزارع و محصولات کشاورزی را به دست می‌آورند و به کشاورزان و محققان کمک می‌کنند تا بهبود کیفیت محصولات، افزایش بهره‌وری، کاهش هزینه‌ها و مدیریت بهتر منابع را دنبال کنند.

استفاده از سنجش از دور در کشاورزی دقیق به عنوان یک ابزار مدرن و هوشمند، امکانات بسیاری را فراهم می‌کند. از جمله این امکانات می‌توان به مدیریت بهتر زمین و محصولات کشاورزی، بهبود کارایی آبیاری و مدیریت منابع آب، تشخیص زودرس بیماری‌ها و آفات، پیش‌بینی عملکرد محصولات، کاهش هزینه‌ها و بهبود کیفیت محصولات، و کمک به کشاورزان در اتخاذ تصمیمات هوشمند و مؤثر اشاره کرد.

با استفاده از فناوری‌های سنجش از دور مانند تصاویر هوایی، تصاویر ماهواره‌ای، سنسورهای حرارتی و راداری، می‌توان به طور دقیق و مؤثری مشکلات و نیازهای مختلف در کشاورزی را شناسایی و حل کرد. این ابزارها به کشاورزان و محققان کمک می‌کنند تا بهترین تصمیمات را برای مدیریت بهینه مزارع و بهبود بهره‌وری کشاورزی بگیرند و در نهایت به توسعه پایدار و افزایش توانمندی‌های کشاورزی منجر شوند.