Πρόβλεψη παραγωγής και χωρικής παραλλακτικότητας της παραγωγής σε καλλιέργεια μηλιάς με εκτίμηση της ανθοφορίας μέσω επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων

Abstract

Σε μηλεώνα στην περιοχή Αγιάς του νομού Λαρίσης, πραγματοποιήθηκε συλλογή δεδομένων και έγινε προσπάθεια εφαρμογής γεωργίας ακρίβειας Όπως είναι γνωστό ένας οπωρώνα παρουσιάζει μεγάλη παραλλακτικότητα ως προς τα χαρακτηριστικά και τις ιδιότητές του που αφορούν την παραγωγή τόσο ποσοτικά όσο και ποιοτικά. Στόχος της εφαρμογής των τεχνικών της γεωργίας ακρίβειας είναι η ποσοτικοποίηση, της παραλλακτικότητας της απόδοσης και η συσχέτισή της, με όλους τους παράγοντες (εδαφικά χαρακτηριστικά, καλλιεργητικές εφαρμογές κλπ) που επιδρούν στην απόδοση της καλλιέργειας. Ο σκοπός της εργασίας ήταν η ανάπτυξη και αξιολόγηση αυτοματοποιημένου και ελάχιστων υπολογιστικών απαιτήσεων προγράμματος επεξεργασίας ψηφιακών δεδομένων (ψηφιακών εικόνων) η χρήση του οποίου να καθιστά δυνατή την πρόβλεψη της παραγωγής σε οπωρώνες σε πραγματικό χρόνο και εντός ανεκτών ορίων σφάλματος. Κατά την πρώτη φάση του πειράματος πάρθηκαν φωτογραφίες με τη χρήση ψηφιακής μηχανής από συγκεκριμένα δέντρα του οπωρώνα κατά την διάρκεια της πλήρης ανθοφορίας τους. Στη συνέχεια ακολούθησε προεπεξεργασία των φωτογραφιών αυτών με τη χρήση λογισμικού επεξεργασίας ψηφιακών εικόνων, (photoshop) με στόχο την ελαχιστοποίηση των οφειλόμενων στις διαταραχές της φωτεινότητας σφαλμάτων. Κατά την περίοδο της συγκομιδής μετρήθηκε η παραγωγή των αντίστοιχων δέντρων που είχαν φωτογραφηθεί κατά την πρώτη φάση του πειράματος. Με τη χρήση της γλώσσας προγραμματισμού Matlab1' , αναπτύχθηκε κώδικας ο οποίος με μετατροπή των έγχρωμων φωτογραφιών σε δυαδικές και με δεδομένη την παραγωγή κάποιων (τυχαίων) δέντρων, συσχετίζει την παραγωγή των τελευταίων με τον αριθμό των «λευκών» ψηφίων των αντίστοιχων φωτογραφιών. Τα λευκά ψηφία (pixels) κάθε φωτογραφίας αντιπροσωπεύουν τα άνθη των αντίστοιχων δέντρων. Με βάση τη συσχέτιση αυτή, προβλέπει την παραγωγή των υπολοίπων δέντρων. Το σφάλμα της μεθόδου αυτής ως προς την πρόβλεψη της παραγωγής ήταν της τάξης του 13-14%. Οπωσδήποτε στην καταγραφή της ποσοστιαίας συσχέτισης λήφθηκαν υπόψη και πιθανά σφάλματα που μπορεί να οφείλονται είτε σε λάθη κατά τη διαδικασία της φωτογράφησης, είτε σε εξωγενείς παράγοντες που επέδρασαν στο διάστημα ανθοφορίας - συγκομιδής (π.χ. καιρικές συνθήκες) και πιθανόν να επηρέασαν την παραγωγή. Απώτερος σκοπός της συγκεκριμένης διατριβής είναι να βελτιστοποιηθεί το πρόγραμμα επεξεργασίας των εικόνων και υπολογισμού των λευκών ψηφίων τα οποία όπως αναφέρθηκε συσχετίζονται με τον αριθμό των ανθέων στα δέντρα και να ελαχιστοποιηθούν τα λάθη κατά την διαδικασία της φωτογράφησης τους. Αυτό θα συμβάλλει στην πρόβλεψη της παραγωγής σε οπωρώνες σχεδόν ταυτόχρονα με τη λήψη των δεδομένων, κάνοντας δυνατή την εφαρμογή αυτόνομων συστημάτων γεωργίας ακρίβειας σε πραγματικό χρόνο π.χ. σχεδόν ταυτόχρονη λήψη φωτογραφίας εκτίμηση παραγωγής και επιλεκτικού ψεκασμού. Παράλληλα με την βοήθεια των πρακτικών της γεωργίας ακρίβειας είναι δυνατό να κατασκευαστούν χάρτες παραλλακτικότητας των ιδιοτήτων του εδάφους και να συσχετιστούν με τους χάρτες παραγωγής των χωραφιών.