فروشگاه جامع کتب و جزوات و مقالات و پروژه های دانشجوییscholarshop

عنوان انگلیسی مقاله:

An overview of current and potential applications of thermal remote sensing in precision agriculture

عنوان فارسی مقاله:

یک نمای کلی از برنامه های فعلی و بالقوه سنجش از دور حرارتی در کشاورزی دقیق

نویسندگان:

Sami Khanal , John Fulton , Scott Shearer

مترجم:مهدی سلیمی ترازوج

نوع فایل:pdf+word

حجم فایل:1.18مگابایت

تعداد صفحات:15

چکیده انگلیسی مقاله:

Precision agriculture (PA) utilizes tools and technologies to identify in-field soil and crop variability for improving farming practices and optimizing agronomic inputs. Traditionally, optical remote sensing (RS) that utilizes visible light and infrared regions of the electromagnetic spectrum has been used as an integral part of PA for crop and soil monitoring. Optical RS, however, is slow in differentiating stress levels in crops until visual symptoms become noticeable. Surface temperature is considered to be a rapid response variable that can indicate crop stresses prior to their visual symptoms. By measuring estimates of surface temperature, thermal RS has been found to be a promising tool for PA. Compared to optical RS, applications of thermal RS for PA have been limited. Until recently (i.e., before the advancement of low cost RS platforms such as unmanned aerial systems (UAVs)), the availability of high resolution thermal images was limited due to high acquisition costs. Given recent developments in UAVs, thermal images with high spatial and temporal resolutions have become available at a low cost, which has increased opportunities to understand in-field variability of crop and soil conditions useful for various agronomic decision-making. Before thermal RS is adopted as a routine tool for crop and environmental monitoring, there is a need to understand its current and potential applications as well as issues and concerns. This review focuses on current and potential applications of thermal RS in PA as well as some concerns relating to its application. The application areas of thermal RS in agriculture discussed here include irrigation scheduling, drought monitoring, crop disease detection, and mapping of soil properties, residues and tillage, field tiles, and crop maturity and yield. Some of the issues related to its application include spatial and temporal resolution, atmospheric conditions, and crop growth stages.

 چکیده فارسی مقاله:

ا توجه به افزایش نگرانی ها در مورد نقش کشاورزی در کیفیت آب های سطحی و زیرزمینی همراه با افزایش قیمت کود و نیاز به مقابله با افزایش 50-70٪ در افزایش تقاضای جهانی غذا با منابع محدود،یک نیاز فوری به بهبود سیستم های کشاورزی به سیستم هایی که دارای کارآیی بسیار بالا در منابع که سودآور و پایدار محیطی هستند، وجود دارد (Donner and Kucharik, 2008; Zhang et al., 2015; Zillén et al. , 2008). سیستم های کشاورزی با استفاده از یکپارچه سازی ابزارها، فن آوری ها و سیستم های مدیریت اطلاعات که با مفاهیم کشاورزی دقیق PA مطابقت دارند، می توانند بصورت کارامدتر بکار برده شوند. کشاورزی دقیق (PA) یک چهارچوب مکان-خاص از کشاورزی است که هدف آن بهینه سازی ورودی مزرعه، بهبود بهره وری و کاهش اثرات زیست محیطی توسط تمرکز بر اعمال مناسب مدیریت در مقدار مناسب در زمان مناسب در جای مناسب است (Gebbers and Adamchuk, 2010). بر خلاف شیوه های معمول کشاورزی که در آن مزارع ورودی های تولید را بصورت یکپارچه دریافت می­کنند، در کشاورزی دقیق، مزارع مختلف ورودی ها را بر اساس نوع خاک، وضعیت آب و هوا و تاریخچه مدیریت دریافت می­کنند. پیشرفت های تکنولوژیکی اخیر، از جمله سیستم موقعیت یابی جهانی (GPS) برای هدایت ماشین، نظارت بر عملکرد دانه، تکنولوژی های نرخ متغیر (VRT)، شبکه های حسگر و سنجش از دور (RS)، به کشاورزان کمک کرده است تا تغییرات در محیط زیست و شرایط خاک را شناسایی کنند و شیوه های کشاورزی مکانی-خاص را به اجرا درآورند. در مقابل استفاده از ورودی ها با تجهیزات نرخ متغیر می تواند هزینه های ورودی­ها و نیروی کارگری را کاهش دهد،و اثرات زیست محیطی بالقوه به علت استفاده بیش ازحد از ورودی­های مزرعه را کاهش دهد. با این حال، موفقیت فن آوری نرخ متغیر نیاز به اطلاعات دقیق و قابل اطمینان در مورد محل و میزان محصول و شرایط سلامتی خاک، از قبیل کمبود مواد مغذی محصول، تنش خاك و گیاه -آب و آسیب های ناشی از حشرات، علف های هرز یا بیماری ها دارد. در حالیکه نمونه برداری از مزرعه در حوزه های مختلف می تواند بر سلامت محصول و خاک تاثیر بگذارد،با توجه به روند فعلی که به سمت افزایش حجم مزرعه پیش می­رود،چنین نمونه برداریهایی امکان ناپذیر و پرهزینه است. سنجش از دور، از نظر هزینه موثرترین روش برای نظارت گسترده و تجزیه و تحلیل در بخش کشاورزی است. تا به امروز ابزارهای غالب سنجش از دور که در بخش کشاورزی استفاده می شوند، سنسورهای نزدیک مادون قرمز (NIR) و موج کوتاه مادون قرمز مرئی (SWIR) می باشند. استفاده از سنسورهای حرارتی در کشاورزی تا حدودی محدود است علی رغم استفاده گسترده از آن در زمینه های پزشکی (Ring and Ammer, 2012)، هوش / نظامی (Hinz and Stilla, 2006) و پردازش مواد غذایی (Vadivambal and Jayas, 2011). در سال های اخیر، با توجه به پیشرفت های فن آوری و همچنین کاهش هزینه های حسگر، استفاده از آن در کشاورزی دقیق بسیار محبوب شده است. با ارائه اندازه گیری های دما از سطوح خاک و محصولات، سنجش از دور حرارتی می تواند برای کاربردهای مختلف استفاده شود،از جمله (1) نظارت بر تنش های محصول، بیماری های گیاهی و تنش آب خاک،و (2) برنامه ریزی برای روش­های آبیاری و عملیات برداشت. اهداف این مقاله بررسی و خلاصه کردن برنامه های فعلی و بالقوه سنجش از دور در کشاورزی دقیق و بحث در مورد برخی از نگرانی ها و چالش های مربوط به استفاده از آن می­باشد.