GIS (جی آی اس) چیست و چرا مهم است؟
توانایی جمع‌آوری و تجزیه و تحلیل آسان دادههای زمین‌های کشاورزی، یکی از دلایل اهمیت سیستم‌های اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس – GIS) در کشاورزی است. ابزارآلات زراعی، پهپادها و ماهواره‌ها به جمع‌آوری اطلاعات برای سیستم اطلاعات جغرافیایی می‌پردازند. اطلاعات بدست آمده برای اهداف مختلفی همچون کشاورزی دقیق، پیش‌بینی وضعیت محصول و ردیابی دام مورد استفاده قرار می‌گیرد. به طور معمول، ذینفعان بزرگ محصولات کشاورزی برای افزایش سود کوتاه مدت و به تحقق رساندن اهداف بلند مدت توسعه پایدار از سیستم اطلاعات جغرافیایی – جی آی اس استفاده می‌کنند.
GIS (جی آی اس) در کشاورزی چه کاربردی دارد؟
جی‌پی‌اس، رباتیک و پهپادها در کنار نظارت ماهواره‌ای همگی به اتوماسیون مزرعه کمک می‌کنند. فناوری‌های ذکر شده، زیربنای جمع‌آوری دادههای سیستم اطلاعات جغرافیایی هستند.
سیستم اطلاعات جغرافیایی با تجسم داده‌ها در شناسایی الگوها، روندها، اعمال تغییرات شناسایی شده و رسیدگی سریع به مسائل به کشاورزان کمک می‌کند. کشاورزی دقیق برای جمع‌آوری و تفسیر دادههای میدانی بزرگ تا حد زیادی به سیستم اطلاعات جغرافیایی متکی است.
محل تامین دادههای سیستم اطلاعات جغرافیایی کجاست و نحوه پردازش آنها چگونه است؟
سخت‌افزار، نرم‌افزار و اطلاعات، همگی در فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی – جی آی اس با یکدیگر ترکیب می‌شوند. هر وسیله‌ای، از لپ‌تاپ و رایانه گرفته تا ابزارهای پیچیده‌تری مانند ماهواره و پهپادها تحت عنوان سخت‌افزار معرفی می‌شوند. GIS برای نمایش دادههای مکانی از نقشه‌ها استفاده می‌کند.
تصاویر با انواع مختلفی از سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) ایجاد می‌شوند. سپس این تصاویر به داده‌ها و نقشه‌های مرتبطی که از دید پنهان هستند لینک می‌شوند. چیزی که در نهایت بدست می‌آید نقشه‌ای است که نه تنها موقعیت و سلامت کلی محصول را نمایش می‌دهد بلکه عوامل مرتبط دیگری مانند زمین، نوع خاک و کوددهی را نیز درنظر می‌گیرد.
سنجش از دور (Remote Sensing) در GIS
سنجش از دور به معنای اسکن‌های هوایی یا ماهواره‌ای از سطح زمین است. هنگامی که صحبت از دادههای سنجش از دور با وضوح متوسط به میان می‌آید، ماهواره لندست (Landsat) عملکرد فوق‌العاده‌ای از خود نشان می‌دهد. ماهواره لندست 8 (Landsat 8) یک ماهواره رصدکننده است که هر ۱۶ روز یکبار به دور زمین می‌چرخد. این ماهواره ۹ نوار مرئی را ثبت می‌کند که به ارزیابی سلامت محصول، مقدار مواد مغذی، میزان رطوبت یا هجوم حشرات کمک می‌کند. لندست 8 علاوه بر نور مرئی، تابش مادون قرمز حرارتی (TIR) که توسط چشم غیرمسلح قابل دیدن نیست را نیز ثبت می‌کند.
سیستم اطلاعات جغرافیایی یا GIS، دادههای جمع‌آوری شده را در قالب یک عکس دیجیتالی به نمایش می‌گذارد تا از آن برای آبیاری دقیق یا شناسایی بیماری‌های گیاهی استفاده شود. علاوه بر لندست 8، شرکت‌های خصوصی ماهواره‌های کشاورزی سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) خود را برای کاربردهای خاص، مانند نظارت بر زمین، منابع آبی، نوسانات دمایی و … به فضا می‌فرستند.
جی پی اس (GPS) و GIS
ترکیب سیستم اطلاعات جغرافیایی و جی‌پی‌اس به کشاورزان اجازه می‌دهد تا دادههای بلادرنگ، از جمله موقعیت مکانی را جمع‌آوری کنند. به عبارت دیگر، تولیدکنندگان محصولات زراعی می‌توانند کارایی استفاده از منابع‌شان را با استفاده از ابزارهایی برای تعیین دقیق محل استفاده از این منابع در یک مزرعه افزایش دهند. نقشه‌برداری از زمین به کمک جی‌پی‌اس به تجزیه و تحلیل محصولات، مناطق مرتفع، مرزهای مزرعه و… کمک می‌کند.
نقش ماشین‌آلات در تکمیل دادههای GIS
حسگرهای ماشین‌آلات کشاورزی سیستم اطلاعات داده (جی آی اس) «دادههای زمینی» را به «دادههای به دست آمده از آسمان» اضافه می‌کنند. تجهیزات ردیابی جی‌پی‌اس در ماشین‌های کاشت، سیستم‌های آبیاری هوشمند و دروگرها به کشاورزان اجازه می‌دهد تا تولید و کیفیت محصول را در زمان و مکان دلخواه اندازه‌گیری کنند. عملکرد بعضی از ماشین‌آلات پیشرفته کشاورزی به طور مستقل و بر اساس داده‌هایی است که جمع‌آوری می‌کنند و برخی برای تکمیل آنالیز جی‌پی‌اس مورد استفاده قرار می‌گیرند.
اپلیکیشن جریب، سامانه‌ای برای مدیریت هوشمند کشاورزی است. این اپلیکیشن بر پایه GIS راه‌اندازه و پیاده‌سازی شده است. جریب با استفاده از مجموعه‌ای از داده‌ها که توسط منابع مختلفی مانند پهپادها، تصاویر سنجش از دور، سنسورهای اطلاعات محیطی و GPS جمع‌آوری می‌کند، به دنبال ارائه راهکارهای همه‌جانبه و قابل اطمینان برای مدیریت کشاورزی، افزایش بهره‌وری، افزایش محصول و توسعه کشاورزی پایدار است.
برای آشنایی با قابلیت‌های سیستم جریب، به این لینک و برای خرید محصول به صفحه‌ی تعرفه مراجعه کنید.
چگونه از سیستم اطلاعات جغرافیایی در کشاورزی استفاده می‌شود؟
کشاورزی دقیق
GIS در کشاورزی دقیق، به ارائه نقشه‌هایی دقیق از پوشش گیاهی و مناطق حاصلخیز می‌پردازد. این ابزار میزان پوشش گیاهی مزرعه را مشخص می‌کند. سپس ماشین‌آلات کشاورزی از این اطلاعات برای تنظیم بذرپاشی، مواد مغذی، علف‌کش‌ها و مقدار کود مورد نیاز برای هر ناحیه استفاده می‌کنند.
نقشه‌برداری کشاورزی
سنسورهای ماهواره‌ای سختی‌های فرآیند تجزیه و تحلیل خاک و محصول را تا حد زیادی کاهش می‌دهند. این سنسورها امکان ایجاد نقشه‌های شاخص‌های سنجش خاک و پوشش گیاهی مانند شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی (NDVI) را فراهم می‌کند. نقشه‌برداری جی آی اس در کشاورزی به نظارت و مدیریت میدانی جهت تولید محصول کمک می‌کند.
شاخص نرمال شده تفاوت پوشش گیاهی (NDVI) نشان می‌دهد برخی مناطق نیاز به بذر پاشی مجدد دارند چرا که همه دانه‌ها جوانه نزده‌اند. با این حال شاخص گیاهی اصلاح شده خاک (MSAVI) که به صورت خاص برای شناسایی نهال‌ها طراحی شده است، یک پوشش گیاهی یکنواخت را در سرتاسر مزرعه نشان می‌دهد.
(منبع تصویر: eos.com)
نظارت بر سلامت محصول
بررسی دستی محصولات در یک منطقه بزرگ، کندترین و پرزحمت‌ترین روش نظارت بر سلامت محصول است. سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) در این زمینه کار را به مراتب آسان‌تر می‌سازند.
کشاورزی دقیق مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) می‌تواند در اولویت‌بندی نیازهای مراقبتی محصولات کمک کند. استفاده از حسگرهای تصویر در ماهواره و پهپادها روشی پیشرفته برای نظارت بر دمای محصولات است. تغییرات غیرعادی در دما می‌تواند نشان‌دهنده بیماری، وجود آفات یا کم‌آبی باشد.
نظارت بر دام
کنترل حشرات و آفات
کنترل آبیاری
دوره‌های خشکسالی و همینطور بارش‌های شدید در مناطق کم‌ارتفاع که از زهکشی کافی برخوردار نیستند، می‌توانند باعث از بین رفتن محصولات شوند. به وسیله تکنولوژی سیستم اطلاعات جغرافیایی – تکنولوژی GIS، کشاورزان تنش آبی که توسط هر محصول احساس می‌شود را اندازه‌گیری می‌کنند. از الگوهای بصری به دست آمده که نشان‌دهنده وجود بیش از حد آب یا کمبود آن است، برای تنظیم آبیاری استفاده می‌شود.
تنش‌های آبی با استفاده از شاخص‌هایی مثل NDMI یا NDWI سنجیده می‌شوند. شاخص NDMI که در اپلیکیشن جریب قابل مشاهده روی نقشه‌ی باغات است، مقادیری از 1- تا 1+ شامل می‌شود. مقادیر منفی نزدیک به 1- نشان‌دهنده‌ی کم‌آبی و مقادیر بالا نزدیک به 1+ نشان‌دهنده‌ی غرقابی هستند.
توزیع مواد مغذی
پیش‌بینی عملکرد محصول
دولت‌ها و سازمان‌ها به تخمین نسبتا درستی از منابع غذایی نیاز دارند. آنها به این وسیله میزان هزینه‌ها و دستاوردها را محاسبه می‌کنند. این پیش‌بینی‌ها به کمک مرتبط ساختن فناوری‌های پیشرفته‌ای مثل تصاویر ماهواره‌ای و سنجش از دور و هوش مصنوعی، ممکن شده‌اند. کشاورزی تنها یکی از حوزه‌هایی که می‌توان در آن از فناوری GIS (جی آی اس) استفاده کرد. از جی آی اس در مواردی مانند حفاظت از محیط‌زیست، مدیریت جنگل‌زدایی و جنگل‌زایی، برنامه‌های گسترش شهری و مدیریت فاجعه استفاده می‌شود.
تولیدکنندگان بزرگ در صنعت کشاورزی چگونه از سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس - GIS) استفاده می‌کنند؟
تمام تولیدکنندگان بزرگ در صنعت کشاورزی از سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) استفاده می‌کنند. مزایایی که راه‌حل‌های مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی ارائه می‌دهند، نیازمند توضیح بیشتری هستند.
شرکت‌های بیمه
دادههای جی آی اس تجزیه و تحلیل شرکت‌های بیمه از مناطق بیمه‌شده را تسهیل می‌کند و امکان جمع‌آوری مجموعه‌ای از شاخص‌ها را فراهم می‌کنند که شکل‌دهنده پرداخت‌ها و شرایط آن خواهد بود. در آینده، این شرکت‌ها از ابزارهای کشاورزی سیستم اطلاعات جغرافیایی برای نظارت بر توسعه محصول و ارزیابی تلفات محصول استفاده خواهند کرد.
بانک‌ها
تامین‌کنندگان منابع اولیه
راه‌های کشاورزی مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) به تامین‌کنندگان منابع اولیه کمک می‌کند تا بر چگونگی عملکرد محصولشان در زمین نظارت داشته باشند. آنها می‌توانند تأثیر کودها و سایر نهاده‌ها را بر عملکرد محصول با مقایسه نتایج قبل و بعد از درمان ارزیابی کنند.
شرکت‌های فناوری اطلاعات و مخابرات
GIS به شرکت‌های فناوری اطلاعات و مخابرات اجازه می‌دهد تا پیشنهادات خود را بهبود بخشند، به مخاطبان بیشتری دست یابند و در مکان‌های غیرقابل دسترس زیرساخت‌هایی را ایجاد کنند. با کمک راه‌حل‌های مبتنی بر سیستم اطلاعات جغرافیایی، شرکت‌های فناوری اطلاعات و مخابرات نیز می‌توانند جایگاه خود را در بازار بهبود ببخشند و در عین حال کشاورزی دقیق را به مشتریان خود نزدیک‌تر کنند.
شرکت‌های ارائه‌ی خدمات کشاورزی
مطابقت با قوانین حاکم بر ایمنی آفتکشها و مواد غذایی، پیامدهای اقتصادی، مسائل بهداشت محیطی، حل تعارض کاربری اراضی، جمع‌آوری و ثبت داده‌ها همگی نمونه‌هایی از استفاده از سیستم اطلاعات جغرافیایی توسط شرکت‌های کشاورزی است.
مشاوران و کارشناسان کشاورزی
کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس - GIS) در کشاورزی پایدار
با افزایش جمعیت، اطمینان از اینکه همیشه و برای همه غذای کافی وجود خواهد داشت، اهمیت زیادی پیدا می‌کند. به کمک فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) دولت‌ها، فعالان، دانشمندان و تولیدکنندگانی که در صنایع کشاورزی مشغول به فعالیت هستند، ممکن است روش‌هایی را برای اطمینان از عرضه غذا و در نتیجه بقای گونه‌های انسانی، مطالعه کنند و توسعه دهند. به عنوان مثال، سازمان خواربار و کشاورزی (FAO) بیش از ۳۰ سال است که از سیستم اطلاعات جغرافیایی و سایر فناوری‌های فضایی برای ایجاد سیستم‌های غذایی پایدار در سراسر جهان استفاده می‌کند.
روش‌های مختلفی در بکارگیری GIS برای کشاورزی پایدار وجود دارد؛ از جمله تغییر به کشاورزی ارگانیک، تعیین دقیق مکان کاشت محصولات جدید و تخصیص زمین‌های کشاورزی برای ادامه تولید مواد غذایی در آینده. سازمان‌هایی که روی توسعه پایدار کار می‌کنند از GIS برای موارد زیر استفاده می‌کنند:
- نظارت بر منابع آب و پیش‌بینی خشکسالی
- برآورد و پیش‌بینی بازده
- ارزیابی اثرات اقتصادی و زیست‌محیطی فعالیت‌های انسانی و پدیده‌های طبیعی
- ترکیب و تجزیه و تحلیل دادههای کشاورزی از منابع مختلف
- به اشتراک‌گذاری داده‌ها و نقشه‌ها بین بخش‌ها و سازمان‌ها
- خدمت به عنوان یک منبع اطلاعاتی برای راهنمایی آنلاین جوامع محلی
فناوری سیستم اطلاعات جغرافیایی (جی آی اس) به صنعت کشاورزی با گنجاندن یک بعد فضایی در شیوه‌ها و سیاست‌های کشاورزی پایدار کمک می‌کند تا برای نسل‌های آینده زنده بماند. چرا که امکان تضمین پایداری کشاورزی تنها با توسعه فناوری افزایش خواهد یافت.
کار با نرم‌افزار جریب را رایگان شروع کنید!
ثبت‌نام در اپلیکیشن جریب رایگان است. جریب محدودیتی روی سطح زیر کشت و تعداد باغ ندارد.
