کاربرد جی ای اس در کشاورزی | تحولی در کشاورزی با GIS

سامانه اطلاعات جغرافیایی (GIS) ازجمله ابزارهای مهم است که از آن برای توسعه کشاورزی مدرن استفاده می‌شود. با توجه به افزایش نیاز جهانی به وجود امنیت غذایی، کاهش منابع طبیعی و نیز چالش‌های تغییرات اقلیمی، لازم است کشاورزان از روش‌های هوشمندانه و دقیق برای مدیریت زمین‌های زراعی خود بهره ببرند. GIS با فراهم کردن نقشه‌های دقیق، داده‌های مکانی و تحلیلی و … سبب می‌شود امکان تصمیم‌گیری بهتر فراهم شده و به‌دنبال آن بهینه‌سازی منابع صورت گیرد. در ادامه به مهم‌ترین کاربرد جی ای اس در کشاورزی اشاره می‌کنیم.

• در صورتی که پروژه Gis در زمینه کشاورزی دارید با مراجعه به صفحه انجام پروژه gis می توانید پروژه خود را ثبت کنید.

کشاورزی دقیق (Precision Agriculture)

در کشاورزی دقیق هدف آن است که با استفاده از فناوری‌های نوین مانند GPS، GIS، سنسورها و پهپادها مزرعه مدیریت شده و برای کشت هدفمند آماده شود. در این نوع کشاورزی، زمین به قسمت‌های کوچکی تقسیم شده و برای هر ناحیه از مزرعه برنامه‌ریزی مجزایی جهت آبیاری، کوددهی و مبارزه با آفات صورت می‌گیرد.

مواردی همچون تهیه نقشه‌های مکانی و پردازش داده‌های جمع‌آوری‌شده از زمین، الگوهای دقیق مصرف منابع و … ازجمله کاربرد جی ای اس در کشاورزی هستند. وجود این داده‌ها به کشاورزان کمک می‌کند بدانند در کدام قسمت از زمین باید کود یا آب مصرف شود و میزان این امر چقدر خواهد بود.

به دنبال این روش محصول بهتر و سالم‌تری برداشت می‌شود. مواردی همچون کاهش هزینه‌ها، افزایش بازده محصول، صرفه‌جویی در منابع و حفاظت از محیط‌زیست از مزایای پیاده‌سازی کشاورزی دقیق هستند. وجود فناوری‌های GIS و تصاویر ماهواره‌ای باعث کاهش خطای انسانی و تصمیم‌گیری سریع و هوشمند در مزرعه‌های مدرن خواهد شد.

نقشه‌برداری بازده (Yield Mapping)

نقشه‌برداری بازده با استفاده از دستگاه‌های برداشت پیشرفته که دارای GPS و حسگرهای خاص هستند انجام می‌شود. در زمان برداشت محصول این دستگاه‌ها می‎توانند داده‌های مربوط به میزان محصول، رطوبت خاک و دیگر عوامل کلیدی را ثبت کنند. این اطلاعات در قالب نقشه نمایش داده می‎‌شوند و بازده هر قسمت از زمین را مشخص می‌کنند. با کمک این نقشه‌ها کشاورزان می‌توانند نقاط ضعیف مزرعه را شناسایی کنند و برای افزایش بازده آن نقاط اقدامات اصلاحی مانند تقویت خاک یا بهبود آبیاری انجام دهند.

وجود این کاربرد سیستم اطلاعات جغرافیایی(GIS) در کشاورزی می‌تواند در تصمیم‌گیری‌های بلندمدت کشاورزی، تخصیص منابع و نیز افزایش بهره‌وری نقش قابل توجهی داشته باشد. نقشه‌برداری بازده زمین یک ابزار ارزشمند برای برنامه‌ریزی‌های مالی، مدیریت ریسک و نیز پیش‌بینی عملکرد فصلی است.

علاوه بر موارد بیان شده، وجود نقشه‌برداری بازده به کشاورزان کمک می‌کند نتایج تغییرات اعمال‌شده در سال‌های گذشته را بررسی کنند. برای مثال، اگر در قسمتی از زمین از کود یا روش آبیاری متفاوتی اعمال شده باشد، با مقایسه نقشه‌های بازده سالانه می‌توان تاثیر این امر را به‌وضوح مشاهده کرد.

• اگر پروژه ای دارید که ترکیبی با gis می باشد، خیلی راحت می توانید در صفحه انجام پروژه های دانشجویی پروژه خود را ثبت کنید.
• علاوه بر نقشه برداری در زمین های کشاورزی، Gis در نقشه های شهری کاربرد دارید. برای مطالعه کاربرد gis در شهر ها را می توانید مقاله “کاربرد gis در برنامه ریزی شهری” را مطالعه کنید.

نظارت ماهواره‌ای بر مزارع (Satellite Crop Monitoring)

نظارت ماهواره‌ای با استفاده از تصاویر چندطیف کمک می‌کند مواردی همچون تغییرات رشد گیاهان، تنش‌های محیطی، آفات و بیماری‌ها ارزیابی شوند. در حقیقت ابزارهای پیشرفته‌ پایش از راه دور می‌توانند سلامت محصول را در مقیاس گسترده پایش کرده و داده‌ها را به شکل نمودار و نقشه ارائه دهند.

سامانه‌هایی همچون EOSDA Crop Monitoring از شاخص‌های پوشش گیاهی مانند NDVI برای تشخیص تغییرات سلامت گیاهان استفاده می‌کنند. این کاربرد GIS در علوم کشاورزی کمک می‌کند انجام اقدامات اصلاحی مانند آبیاری هدفمند یا کوددهی به موقع صورت گیرند.

نظارت ماهواره‌ای بر مزارع می‌تواند باعث صرفه‌جویی در وقت شده و هزینه به‌کارگیری نیروی انسانی را کاهش دهد. علاوه بر آن این عمل باعث می‌شود دقت مدیریت مزرعه چند برابر شده و در شرایط بحرانی مانند خشکسالی، هجوم آفات یا سیلاب‌ها نقش پیشگیرانه داشته باشد.

• تمامی فعالیت های Gis از جمله در زمینه کشاورزی، با استفاده از نرم افزار های پیشرفته صورت می گیرد. برای آشنایی با این نرم افزار ها به مقاله “بهترین نرم افزار gis” مراجعه کنید.

تحلیل شاخص‌های پوشش گیاهی (Vegetation Indices)

شاخص‌های پوشش گیاهی مانند NDVI و NDRE می‌توانند از طریق تفاوت در بازتاب نورهای قرمز و مادون قرمز نزدیک، اطلاعات دقیقی از سلامت گیاهان ارائه دهند. با کمک این شاخص‌ها امکان تشخیص تنش‌های گیاهی مانند کم‌آبی، کمبود مواد مغذی یا بیماری را پیش از اینکه علائم قابل مشاهده شوند، وجود خواهد داشت. به‌دنبال آن می‌‌توان اقدامات سریع و به‌موقعی برای نجات محصول انجام داد و خسارات را کم کرد.

شاخص‌های گیاهی اطلاعات قابل توجهی در اختیار کشاورز قرار می‌دهند و امکان تصمیم‌گیری‌های فوری و میان‌مدت را فراهم می‎کنند. بسیاری از سامانه‌های مدرن کشاورزی دیجیتال از این شاخص‌ها به‌صورت لحظه‌ای استفاده کرده و سبب بهبود شرایط رشد گیاه می‌شوند.

اضافه کنیم علاوه بر NDVI و NDRE، شاخص‌های دیگری مانند EVI و SAVI نیز وجود دارند که لزوم استفاده از GIS در کشاورزی را بیش‌ازپیش مشخص می‌کنند. این شاخص‌ها در شرایط خاص مانند خاک‌های کم‌پوشش یا مناطق خشک کاربرد بیشتری خواهند داشت و استفاده ترکیبی از آن‎ها می‎تواند تصویر دقیق‌تری از وضعیت گیاه و شرایط زیست‌محیطی آن ارائه دهد. تحلیل این شاخص‌ها به کشاورز کمک می‌کند روند رشد و عملکرد گیاه را در فصول مختلف بررسی کرده و اثر تغییرات اقلیمی، شیوه‌های کوددهی یا برنامه‌ریزی آبیاری را ارزیابی کند.

تشخیص تغییرات زمین (Change Detection)

ازجمله مهم‌ترین کاربرد جی ای اس در کشاورزی، شناسایی تغییرات محیطی در طول زمان است. از طریق مقایسه داده‌ها و تصاویر ماهواره‌ای در دوره‌های مختلف، می‌توان تغییراتی مانند خشکسالی، تغییر کاربری زمین یا تخریب حاصل از سیلاب‌ها را شناسایی نمود.

وجود این ابزار به کشاورزان کمک می‌کند تغییرات روند زمین خود را شناسایی کرده و برای کاهش خسارات اقدام کنند. با تشخیص تغییرات زمین کشاورز می‌تواند برای استفاده بهتر از منابع طبیعی تصمیم بگیرد. این امر در فرآیندهای بیمه کشاورزی و مستندهای خسارت‌های وارد شده نیز موثر خواهد بود.

تشخیص تغییرات زمین می‌تواند برای نظارت روی سیاست‌های حفظ منابع، تحلیل اثرات تغییرات اقلیمی و شناسایی روندهای بلندمدت زمین‌های کشاورزی به‌کار برود.

• برای اطلاع از دیگر کاربرد های gis در کشاورزی، می توانید ویدیو مربوطه را در Youtube مشاهده کنید.

پیش‌بینی عملکرد محصولات کشاورزی

از دیگر کاربرد جی ای اس در کشاورزی پیش‌بینی عملکرد محصولات است. در حقیقت GIS با جمع‌آوری داده‌های چندساله از میزان بارش، نوع خاک، دمای منطقه و بازده محصول، می‌تواند برای پیش‌بینی عملکرد سال‌های آینده کاربرد داشته باشد. این اطلاعات برای سرمایه‌گذاری، بیمه، صادرات و …. کاربرد زیادی خواهند داشت.

پیش‌بینی عملکرد محصولات کشاورزی می‌تواند به‌صورت منطقه‌ای، شهرستانی یا حتی در سطح ملی صورت گیرد و از آن برای مدیریت بازارهای داخلی و خارجی محصولات کشاورزی استفاده شود. شرکت‌های صادرکننده از این پیش‌بینی‌ها برای برنامه‌ریزی واردات و صادرات خود بهره می‌برند. وجود این اطلاعات به کشاورزان کمک می‎کنند بتوانند از تسهیلات به خوبی استفاده کرده و برای توسعه کشاورزی اقدام کنند.

کمک به مدیریت منابع آب و آبیاری

کاربرد جی ای اس در کشاورزی به مهندسان این حوزه کمک می‌کند تا با تهیه نقشه‌های دقیق از مسیر جریان آب، رطوبت خاک و توپوگرافی زمین، سیستم‌های آبیاری را بهینه کنند. وجود این اطلاعات سبب می‌شود طراحی سیستم‌های آبیاری قطره‌ای و بارانی بهینه‌تر صورت گرفته و از هدررفت آب جلوگیری شود.

با تلفیق اطلاعات ماهواره‌ای و سنسورهای خاک، میزان دقیق نیاز آبی هر بخش از زمین مشخص شده و برنامه‌ریزی‌های آبیاری به صورت هدفمند صورت می‌گیرند. این اقدام برای مناطق خشک و کم‌آب حیاتی خواهد بود. استفاده از GIS در مدیریت منابع آبی سبب می‌شود علاوه بر حفظ محیط زیست، هزینه تولید کاهش یافته و سلامت محصول نیز افزایش پیدا کند.

علاوه بر موارد بیان شده استفاده از GIS سبب می‌شود بتوان به طور مستمر رطوبت خاک را در نقاط مختلف مزرعه بررسی نمود و در صورت بروز خشکی یا اشباع بیش‌ازحد هشدارهایی مشخص خواهد شد. وجود این اطلاعات باعث می‌شود آبیاری در زمان مناسب انجام شده و از بروز تنش‌های آبی در گیاه جلوگیری شود. با ترکیب داده‌های آب‌وهوایی، الگوهای بارندگی و نقشه‌های شیب زمین، می‌توان از بروز روان‌آب و فرسایش خاک جلوگیری نمود.

جمع‌بندی نهایی

کاربرد جی ای اس در کشاورزی سبب شده انقلاب بزرگی در مدیریت منابع، افزایش بازده و کاهش خسارات محیطی صورت گیرد. این ابزار قدرتمند به کشاورزان کمک می‎کند تا با دید دقیق و داده‌محور به فعالیت‌های روزمره خود بپردازند. GIS در مواردی همچون کشاورزی، پیش‌بینی عملکرد و … ستون فقرات کشاورزی هوشمند آینده خواهد بود. استفاده از GIS سبب می‌شود کشاورزان بتوانند در بازارهای جهانی رقابت کنند و به تولید محصولات باکیفیت بپردازند.

جی ای اس با کاربرد در مواردی همچون نظارت روی رشد محصولات، بهینه‌سازی مصرف آب، پیشگیری از بیماری‌ها و مدیریت مالی، به هدفمندی و کارآمدی کشاورزی کمک خواهد کرد. با توجه به افزایش جمعیت، کاهش منابع طبیعی و تغییرات اقلیمی، فناوری‌های مکانی مانند GIS دیگر یک انتخاب نیستند، بلکه یک ضرورت برای آینده پایدار کشاورزی به شمار می‌روند.

سوالات مهم کاربرد جی ای اس در کشاورزی

1. کشاورزی دقیق چیست و چه ارتباطی با GIS دارد؟
   کشاورزی دقیق نوعی مدیریت مزرعه است که برای آن از ابزارهایی چون GIS، GPS و پهپادها استفاده می‌شود. این ابزارها کمک می‌کنند مصرف منابع در هر بخش از زمین بهینه‌سازی شود.
2. چطور می‌توان از طریق GIS سلامت گیاهان را پایش کرد؟
   این عمل از طریق شاخص‌هایی مانند NDVI و تصاویر ماهواره‌ای صورت می‌گیرد. با کمک این شاخص‌ها تغییرات رشد و تنش‌های محیطی شناسایی شده و سلامت گیاه بررسی می‌شود.
3. GIS چگونه می‌تواند به پیش‌بینی عملکرد محصول کمک ‌کند؟
   این سیستم با تحلیل داده‌های چندساله مانند بارش، دما، نوع خاک و تاریخچه بازده، می‌تواند عملکرد آینده محصولات را پیش‌بینی کند. با کمک این امر می‌توان برای بازار و سرمایه‌گذاری برنامه‌ریزی درستی انجام داد.
4. GIS در کاهش مصرف کود و سم چه نقشی دارد؟
   GIS نقاط خاص مزرعه را که در آن‌ها نیاز است کود مصرف شود را بررسی می‌کند. با این اقدام می‌توان صرفا مواد شیمیایی را در آن بخش‌ها استفاده کرد و از مصرف بی‌رویه جلوگیری کرد.