התפתחות החקלאות של עליונות במערב התיכון

לבה החקלאי של ארצות הברית - המערב התיכון - כבר זמן רב מהווה בסיס מוכח לחדשנות חקלאית.בשנתיים האחרונות, מערכות מידע גיאוגרפיות (GIS) עברו מכלים מחקרי נישה לפלטפורמות מבצעיות חיוניות עבור יצרני יבול ומנהלי קרקע.כיום, GIS משמש כעמוד השדרה המרחבי שימור לחקלאות מדויקת, המאפשר לבעלי עניין להתחזות, לנתח ולפעול על נתונים ברמה שטחית בקנה מידה החל מעמוד מים יחיד.

המעבר לכיוון החקלאות המונעת על ידי נתונים במדינות כמו איווה, אילינוי, אינדיאנה ואוהיו מואצת על ידי ירידה בעלויות של תמונות לוויין, אימוץ נרחב של מכונות GPS-ableed, ואת הצורך הגובר להפגין ניהול סביבתי.חקלאים שפעם התבססו על סקרי אדמה כלליים ותצפיות מזג אוויר עונתיות יש גישה לנתונים מרחביים בתקופות כמעט-זמן המודיעים כל שלב של ייצור, החל מציר זה מייצג שינוי מדעי יסודי עם נוף.

צילום אווירי ל-Time Satellite Monitoring

השורשים של GIS החקלאיים חוזרים לשימוש בצילום אווירי עבור סיווג היבול והערכת שטח.היום, חיישנים לווייניים רב-ספקטרוםיים ויפר-ספקטרום מספקים תמונות עם החלטות מרחביות כמו 30 ס"מ, לכידת נתונים בתשואות גלויות, קרוב ל- infrared, וקיצור גלימות-infraed-in-in- חיישנים אלה מאפשרים אנליסטים לחשב צמחייה - כגון הווסת הנית-נכומית (R) ל-עשר ימים, לדוגמה, ל- חנקן, ל- 7 ימים, לדוגמה, ל- נוירונים, ל-עשרים, ל- חנקן, ל- חנקן, ל- חנקן, ל-עשר ימים, לדוגמה, ל- 7 ימים, ל- חנקן, ל- חנקן, ל- 7 נוירונים, ל- חנקן-עשר ימים, ל- נוירונים, ל- חנקן, ל- חנקן- חנקן, ל- 7 ימים, ל- 7 ימים, ל- נוירונים מיוחדים, ל- חנקן, ל- חנקן, ל- נוירונים, ל- 7 חנקן, ל- חנקן, ל- 7 ימים,

תפקידה של GPS וטכנולוגיות מחירים משתנות

מערכת מיקום גלובלית (GPS) טכנולוגיה יוצרת את הבסיס שעליו פועלת GIS חקלאיים מודרניים. מקלטי GPS גבוהים דיוק רכובים על טרקטורים, משלב, ורסס מאפשרים יצירת מפות תשואה מדויקות המעדות את יכולת המרחב בתוך שדות.כאשר בשילוב עם טכנולוגיות קצב משתנה (VRT), מפות אלה מאפשרות לחקלאים ליישם קלטות - מופרות, חומרי הדברה וחומרי גלם - שיעורי מותאמים לשיטות ניהול ספציפיות, אשר חסכוניות, הן יעילות, ורמות סטנדרטיות, הן יעילות, הן תוצאה של חומר מתואם, בהתאמה, בהתאמה, בהתאמה, ואפקטים, עם שינויים, שיפור סביבתית, ואפקטים, בהתאמה, שיפור סטנדרטי של חומרי גלם, ואפקטים, ואפקטים, בהתאמה, עם קיבולת סטנדרטי של חומרי גלם, ואפקטים, שיפור סטנדרטי, שיפור סטנדרטי, שיפור סביבתית של חומר קיבולת, ואפקטים של חומר ניקוי, ואפקטים של חומרי גלם, ואפקטים של חומרי גלם, ואפקטים של חומר חסכוני, עם חסכוני, עם קיבולת סטנדרטי, קיבולת סטנדרטי, קיבולת סטנדרטי, עם קיבולת, קיבולת, קיבולת, קיבולת, קיבולת סטנדרטי, קיבולת גבוהה של חומר קיבולת סטנדרטי, ירידה ברמת דיוק, ירידה ברמת הדיוקן של

יישום של GIS בייצור Crop

היישומים המעשיים של ייצור היבולים במערב התיכון משתרעים על פני כל מחזור גדל.על ידי שכבת נתונים מרחביים ממקורות מרובים, יצרנים מקבלים הבנה רב-ממדית של שדותיהם שלא ניתן להשיג עם שיטות קונבנציונליות בלבד.

Soil Mapping and Foodsent Management

Soil הוא משתנה מטבעו, ואין שני אקרים בתוך שדה חולקים תכונות פיזיות וכימיקליות זהה GIS מאפשר יצירת מפות קרקע מפורטות על ידי איסוף נתונים נקודה מ סקרים ניכוי רשת, אלקטרומגנטיים, ו מוליכות חשמלית גלויה הקרקע (ECfara) המדידות של משאבי GIS ישירות תחליפים של מוצרי מזון, המבטיחים כי זרחן, אשלגן, מיקרו-תזונה נמצאים בשימוש על ידי שדות כגון אסטרוגן (GIS) תוך כדי יבולים) תוך כדי אסטרוגן, כגון אסטרוגן, תוך כדי אסטרוגן, שמירה על ידי אסטרוגן, שמירה על ידי אטומים באופן ישיר על ידי אטומים (DIS) אסטרוגן (DRECreativercreativesecting גבולות של חומרים מזינים של אטומיים) אטומיים).

אופטימיזציה של Irrigation באמצעות ניתוח ספארי

בעוד המערב התיכון מקבל גשם נאות לחקלאות גשום מזה שנים, השקיה משלימה חיונית ליבולים חתירה בעלי ערך גבוה וירקות מיוחדים, במיוחד באדמה חולנית ובאזורים מערביים דרומיים של קורנל בלאט. GIS- מבוסס irrigation משתמשת בהקצאה של מוצרי קנזס, מניעת לחות קריטיים, נתונים הקרקע ורשתות תחנת מזג אוויר כדי לייצר המלצות על ידי השקיה על פני מים, אשר יכול להיות תומך קיבולת מים ולהפחית את צריכת מים קריטיים.

מחלה ומחלות

GIS ממלא תפקיד חשוב יותר בניהול מזיקים משולב (IPM) ברחבי מערב התיכון. Satellite ו-AV תצלומים יכול לזהות סימנים מוקדמים של חדירה מזיקה או התפרצות מחלה לפני שהם גלויים לעין העירומה.לדוגמה, חתימות ספקטרליות הקשורות לפרספקטיבה של סויה aphid או tar in תירס יכול להיות מזוהה באמצעות ניתוח שינוי, מה שגורם לצופים בשטחי חיזוי אזוריים, כמו למשל, עוזר לנבאת של חומרים מזיקים אזוריים, כגון: GISgras אזוריים, כדי לספק נזקי לחץ אזוריים.

מעקב ותחזיות

צגים מבוקשים על שילוב מייצרים מסדי נתונים מסיביים, אשר, כאשר מעובד באמצעות GIS, לחשוף את המבנה המרחבי של פרודוקטיביות היבול.הנתונים האלה נקיים כדי להסיר שגיאות משלב שינויים מהירות, מיקום ראש, ולחות מחוץ לערים, ולאחר מכן מתפצלים לדיווחי תשואה רציפה של שירות היבול (Sure) על פני מספר עונות מסייע לזהות אזורי תמיכה גבוהים ונמוכים, תוך כדי קבלת החלטות על שיפור חנק, תיקון, תיקון קרקע, תיקון, וסטטיסטיקות ברמה גבוהה יותר של יבולים ברמה גבוהה ומודלים סטנדרטית של CIS) ומודלים סטנדרטיים של CIS, יבולים, יבולים, יבולים ברמת יבולים, יבולים רחב יותר, יבולים, , יבולים, יבולים, , , , יבולים רחב יותר, , יבולים ברמת , , יבולים ברמת , , , , יבולים ברמת היבולים ברמת היבול (SoSA, אסטרוגן, קיבולת גבוהה יותר, אסטרוגן, יבול נתונים בטווח של נתונים בטווח של , יבול (SoSA) פועל יבול רחב יותר, יבול רחב יותר, אסטרוגן, אסטרוגן

תכנון וניהול עם GIS

מעבר לשדה הפרטי, GIS תומך בהחלטות שימוש בקרקע אסטרטגיות המעצבות את הנוף החקלאי של מערב התיכון. Balancing דרישות ייצור עם מטרות שימור דורש כלים המסוגלים לנתח את מרחבי הסחר בקנה מידה מרובים.

ניתוח קרקעות חלות על בחירת Crop

ניתוח התאמת הקרקע מדרג חבילות של אדמה בהתבסס על יכולתם הטבוע לתמוך ביבולים ספציפיים.מודלים של התאמת GIS לשקול גורמים כגון מעמד ניקוז אדמה, מדרונות, יכולת מים זמינה, פרמטרים אקלים, וסמיכות למתקנים לעיבוד. במערב התיכון, מודלים אלה מסייעים לבעלי אדמה ועשרות דיירים להחליט אם חתיכת קרקע מתאימה יותר לתחן, סויה, חיטה, או alfal עבור הסכמי ייצור גרועים יותר, כמו כן, ללא ספק, עלולים להיות ממוחזרים בעלי קרקעות.

הערכת סיכונים ותכנון שימור

שחיקה סוליל נותרה אחד האיומים המשמעותיים ביותר לפרודוקטיביות חקלאית ארוכת טווח במערב התיכון.מודלים של שחיקה המבוססת על GIS – כגון ה-Universal Soil Loss Equation, גרסה 2 (RUSLE2) – תעריפים עתירי גיליון ושקעים על ידי שילוב של אתרי גורדיות גשם, משקעים וכבדות, ניהול, וגורמי שימור.

Crop Rotation and Field Zoning

סיבוב יבול נכון הוא חיוני לניהול פוריות הקרקע, מחזורי מזיקים, ושמירה על תשואה ארוכת טווח. GIS עוזר יצרנים לתכנן לוחות זמנים סיבוב על ידי ניתוח שכבות יבול היסטורי, תוצאות בדיקת אדמה, מפות לחץ מזיקים. zoning שדה - חלוקת חווה ליחידות ניהול בהתבסס על תכונות הומוגניות יחסית - הוא זרימת עבודה ליבה GIS התומכת כל דבר מקצב משתנה לראות ממוקדת ב- , באמצע המאה של זמן, כלומר, לעתים קרובות יותר מאשר ירידה של נתונים בקנה מידה אחד של גודל אחד של גודל של גודל של נתונים.

אינטגרטיבית GIS עם טכנולוגיות חקלאיות אחרות

הפוטנציאל המלא של GIS בחקלאות הוא הבין כאשר הוא משולב עם טכנולוגיות משלימים שאוספות, משדרות ופועלות על נתונים מרחביים.

GIS ו- Drone Technology

כלי רכב אוויריים בלתי ידועים (UAVs), הידוע בכינוי מל"טים, הפכו לפלטפורמות חיוניות עבור איסוף נתונים ברזולוציה גבוהה בחקלאות מדויקת. Drones מצוידת במצלמות רב-ספקטרום יכול ללכוד תמונות בהחלטות של כמה סנטימטרים ל- pixel, חשיפת יכולת בתוך שדה שחיישנים לוויין אינם יכולים לזהות. GIS מעבדי תוכנה כדי ליצור או לא הומוגניים, מודלים דיגיטליים, טמפרטורה, וספירה של מוצרים מוקדמים של , כדי לזהות מחסומים.

מערכות מידע ניהול החווה והחקלאות

מערכות מידע לניהול החווה (FMIS) הן פלטפורמות תוכנה מקיפה שיאים וניתוח נתונים תפעוליים - כולל תאריכי נטישה, יישומי קלט, שיטות עד גיל המעבר, ורשומות קציר.מודרני FMIS משלבות את המודולים GIS המציגים גבולות שדה, לייצר מפות מרשם, ונתוני תשואות יתר על פני עונות מרובות.אינטגרציה עם פלטפורמות GIS מבוססות ענן מאפשר לחקלאים לגשת לנתונים מרחביים שלהם ממכשירים ניידים במשאית של טרקטור או איסוף של חברות כגון ניתוח אקלים, מהמרכז התפעולי תוכנה, מה-DIS, מהמעבדה, מהמעבדה של תוכנת ניתוח רחב של תוכנת DIS.

GIS ו-IoT

האינטרנט של הדברים (IoT) הרחיב את טווח ההגעה של GIS לסביבה הפיזית באמצעות רשתות של חיישני לחות הקרקע, תחנות מזג אוויר ומוניטורים אוטומטיים.כל חיישן מייצר זרם נתונים גיאוגרפי שמזין למאגרי מידע GIS עבור אינטרפולציה, ניתוח מגמה ודור התראה. במערב התיכון, רשתות לחות הקרקעות בעלות יכולת IoT מאפשרות לנטרול מצבים בטווח הקרוב וקבועים עם מערכות אחסון מדויקות אלה.

מקורות מידע וכלי רכב לחקלאות

הזמינות של נתונים מרחביים איכותיים וכלי תוכנה נגישים הייתה מאפשרת מפתח של אימוץ GIS בחקלאות בינונית.

צילום: Satellite Imagery and Remote Sensing

מספר תוכניות לוויין לספק תמונות המתאימות לניתוח חקלאי.המשימה של סוכנות החלל האירופית Sentinel-2 מספקת 10 מטר רזולוציה רב-תחומית של תמונות עם זמן של 5 ימים של שחזור, מה שהופך אותו לעובד של ניטור יבול מבצעי.תוכנית לנדסאט של נאס"א, עם החלטה 30 מטר שלה ו 16 ימים revisit Revisit, מספק תיעוד היסטורי מתמשך חזרה ל-1984, חיוני לניתוח טרנד ארוך טווח כגון ספקי מסחר אלקטרונים, אשר פועלים על ידי שלושה כוכבי לכת אוטומטיים, אשר נמצאים ברזולוציה אוטומטית, כמו למערכות אבטחה.

סקרי Soil ו- USDA

שירות השימור של משאבי טבע של USDA מפרסם את מאגר הנתונים האזורי של סקר Soil (gSSURGO), המספק כיסוי מפת הקרקע חלקה עבור כל ארצות הברית.ה Dataset כולל נתונים לשוניים ומרחביים על נכסים, פרשנויות, ופרודוקטיביות.בנוסף, NASS מציעה כיסוי חלקה של קופות נתונים Cropland (CDL), סיווג כיסוי קרקעי שנתי המבדל סוגים של יבולים ברזולוציה של 30 מטר.

Open-Source ו- GIS Platforms

למפיקים ולאנליסטים יש גישה למגוון של פלטפורמות GIS המתאימות לרמות מומחיות טכניות שונות ותקציבים. QGIS היא יישום קוד פתוח חזק GIS עם תמיכה נרחבת של תוספי עבודה חקלאיים, כולל Semi-Automatic Classificationin לעיבוד תמונות לוויין ו- GRAS GIS עבור ניתוח קרקע. בצד המסחרי, חבילת השימור של Esri's ArcGIS - כולל יישומי התפעול של SAGIS - ו-ProGRPS לניהול מערכות בקרה, מערכות בקרה מבוססות על מערכות בקרה ו-R.

היתרונות של שילוב GIS ב Midwest החקלאות

אימוץ טכנולוגיית GIS מספק הטבות למדידה המשתרעות על פני ממדים כלכליים, סביבתיים ותפעוליים.

  • (FLT:0) קבלת החלטות: ההרחבה של 1 (Furaph:1) נתונים מרחביים תומכים בתכנון טוב יותר בתחום, בחווה וברמות האזוריות.חקלאים המשתמשים ב-GIS מצוידים טוב יותר לקבל החלטות המבוססות על ראיות לגבי נטישה, יישום קלט והקצאת קרקעות, צמצום ההסתמכות על ניחושים וממוצעים היסטוריים.
  • (FLT:0) אופטימיזציה של מקורות:FLT:1 שימוש יעיל במים, דשנים וחומרי הדברה הוא אולי היתרון המוחשי ביותר של החקלאות המדויקת של GIS-enabled דיוק יישומים הניתנים לקצב המודרך על ידי נתונים מרחביים להפחית עלויות קלט תוך צמצום טביעת הרגל הסביבתית של פעילות חקלאית. A 2022 מחקר מ Purdue University העריך כי טכנולוגיות חקלאות מדויקת - כולל GIScan להפחית את השימוש בחנקן עד 30 אחוזים ייצור ללא ייצור בינוני.
  • (FLT:0) פרקטיקות בלתי ניתנות להשגה:FLT:1 GIS מספק את האינטליגנציה המרחבית הנדרשת כדי ליישם את פרקטיקות השימור ביעילות.על ידי מיקוד יבולים, רצועות חיץ, וצמצום העד לאזורים הפגיעים ביותר, יצרנים להשיג הטבות סביבתיות גדולות יותר לדולר מושקע. GIS גם תומך בציות לניהול תזונתי ותוכניות אשראי פחמן, פתיחת הכנסות חדשות עבור חקלאים המשתתפים.
  • (FLT:0) הערכה והערכה: FLT:1 מעקב אחר בריאות היבול ושינויים הקרקע לאורך זמן מאפשר ליצרנים להעריך את יעילות אסטרטגיות ניהול ולהתאים לשינויים בתנאים.מאגרי מידע היסטוריים GIS מאפשרים השוואות ארוכות טווח החושפות מגמות בחומר אורגני הקרקע, נחיתות שחיקה, ולהגדיל את היציבות, תוך מתן החלטות השקעה לטווח ארוך.

אתגרים ושיקולים

למרות היתרונות שלה, אימוץ נרחב של GIS בחקלאות מערבית עומד בפני כמה אתגרים שיש לטפל בהם כדי לממש את מלוא הפוטנציאל שלה.

איכות נתונים וסטנדרטיזציה

הערך של ניתוח GIS תלוי ישירות על איכות הנתונים של מידע.שיטות איסוף נתונים עקביות, החלטות מרחביות שונות, ועיוותים זמניים בין נתונים יכולים להציג שגיאות ה propagate באמצעות זרמי עבודה אנליטיים. Standardizing פרוטוקולים עבור דגימת אדמה, תשואות ניטור נתונים, ודימויים לווייניים לפני עיבוד הוא חיוני לייצור תוצאות אמינות.

עלויות וגישה

בעוד עלויות התוכנה עבור GIS ירד, העלות הכוללת של הבעלות - כולל חומרה, הכשרה, מנויים נתונים ותמיכה טכנית - נשאר מחסום עבור פעולות קטנות יותר. רזולוציה גבוהה צילום לווייני ורכישת נתונים רחפנים להוסיף עלות. שותפויות ציבוריות פרטיות ותכניות בעלות של USA עזרה כדי להפחית חלק מהעלויות האלה, אבל יש צורך מאמצים נוספים כדי להבטיח כי היתרונות של טכנולוגיית GIS הם נגישים לפלטפורמות אינטרנטיות מופחתות, אך ורק עם רמות אבטחה נמוכות יותר של חברות ענן.

הכשרה ומומחיות טכנית

שימוש יעיל של GIS דורש שילוב של ידע אינטגרונומי ומיומנויות גיאו-ספטיות.חקלאים רבים במערב התיכון וספקי שירותים חקלאיים צברו מיומנות באמצעות תוכניות הרחבה, קורסי מכללה קהילתיים, ומודולים הכשרה מקוונים המוצעים על ידי ספקי תוכנה ואוניברסיטאות בעלות הקרקע.עם זאת, קצב השינוי הטכנולוגי אומר כי חינוך מתמשך הוא הכרחי כדי לשמור על חיישנים חדשים, אלגוריתמים, ושינויים.

מגמות עתידיות: בינה מלאכותית, Machine Learning, and the Digital Farm

הגבול הבא ב GIS החקלאי כרוך שילוב של בינה מלאכותית (AI) ולמידה מכונה (ML) כדי להפיק תובנות עמוקות יותר מהנתונים מרחביים.מודלים למידה עמוקה מאומן על אלפי תמונות שדה יכולים לזהות באופן אוטומטי עשבים, מחלות, ומחסור תזונתי מרחפנים ודימויים לווייניים, יצירת מפות ריסוס כי הן מדויקות יותר וזמניות יותר מאלה המיוצרים באמצעות ניתוח ידני.

הרעיון של החווה הדיגיטלית - פעולה שכל מכונה, חיישן וזרם נתונים לווייני מזין לתוך פלטפורמת GIS מאוחדת - הופך למציאות עבור מאמצים מוקדמים במערב התיכון. תאומים דיגיטליים של נופים חקלאיים מאפשרים למנהלים לדמות תרחישים ניהול לפני יישום אותם בתחום, צמצום הסיכון והשגת אימוץ של שיטות חדשניות.

מסקנה

מערכות מידע גיאוגרפיות עיצבו מחדש את הנוהג של החקלאות במערב התיכון האמריקאי, ומספקות חקלאים ומנהלי קרקע עם הכלים מרחביים הדרושים לנווט את המורכבות של ייצור היבול המודרני ואת תכנון השימוש הקרקע.ממיפוי הקרקע המדויק ויישומים קלט של שיעור משתנה לתכנון שימור אזורי ומעקב מזיקים, GIS מאפשר רמה של תובנה ושליטה כי היה בלתי ניתן לדמיין לפני דור.

עבור המערב התיכון להישאר מנהיג עולמי בתפוקה החקלאית תוך עמידה בציפיות לביצועים סביבתיים, המשך אימוץ וקידום הטכנולוגיה של GIS יהיה חיוני. השקעות בתשתיות נתונים, הכשרה, וגישה זולה לכלים גיאו-ספטיים יקבעו כמה באופן נרחב - וכמה ביעילות - יכולות אלה פרוסות על פני פעולות החקלאות השונות באזור.