سنجش از دور در کشاورزی و منابع طبیعی

عباس گرجی

پژوهشگر بخش مکانیزاسیون، موسسه تحقیقات جنگل ها و مراتع کشور

اهمیت دانش سنجش از دور

نشست جهانی امنیت غذایی با توجه به تحقیقات فائو، اظهار داشته است که جمعیت جهان تا سال ۲۰۵۰ از مرز ۱۰ میلیارد نفر عبور نموده و این مسئله باعث افزایش نیاز به تولیدات بخش کشاورزی و منابع طبیعی خواهد شد، به طوریکه این تقاضا نسبت به سال ۲۰۱۳ تا ۵۰ درصد رشد خواهد نمود (فائو، ۲۰۱۷).

بنابراین مدیریت چنین مسئله ­ای دیگر با استفاده از روش­های سنتی و غیر مکانیزه، چه در حوزه کشاورزی و چه منابع طبیعی، قابل انجام نخواهد بود.

افزایش در تولیدات کشاورزی و منابع طبیعی ناچاراً باید با مدیریت پایدار اراضی همراه بوده تا از ایجاد تأثیرات منفی بر تنوع زیستی، کیفیت و کمیت منابع آبی و خاک، تخریب اراضی، انتشار گازهای گلخانه ­ای و همچنین افزایش هزینه ­ها جلوگیری نماید (ویس و همکاران، ۲۰۲۰).

پیاده سازی چنین مدیریت پایداری که بتواند در هر زمان و مکانی امکان دسترسی به اطلاعات محیطی و کنترل شرایط را برای کاربر فراهم نماید، الزاماً نیازمند آشنایی و همراهی با علوم پیشرفته­ای مانند سنجش از دور (Remote Sensing) و شناخت فناوری­ها و ابزارهای موجود در این مسیر می ­باشد (کالدرز و همکاران، ۲۰۲۰). با پیشرفت این فناوری­ها، استفاده از آنها نیز در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی طی دو دهه گذشته افزایش چشمگیری داشته و باعث رشد تحقیقات، در مباحثی چون کشاورزی دقیق (Precision Agriculture) و جنگلداری دقیق (Precision Forestry) شده است.

چالش­های تحقیقاتی سنجش از دور در حوزه کشاورزی و منابع طبیعی

همواره استفاده از فناوری­های جدید و کوچ از سیستم­های سنتی به مکانیزه در هر حوزه ­ای دارای مشکلات و موانع متعددی در ابتدای راه بوده که این مسئله به دلایل متعددی در مورد کشاورزی و منابع طبیعی بسیار دشوارتر می ­باشد. از جمله چالش­های اصلی که محققین در استفاده از دانش سنجش از دور با آن مواجه هستند می ­توان به موارد زیر اشاره نمود:

• هزینه بکارگیری فناوری در مواردی که از ابزارهای پیشرفته مانند پهپادها و یا حسگرهای لیدار استفاده می­ شود بالا می­ باشد.
• به دلیل سروکار داشتن با گیاهان به عنوان موجودات زنده پیچیدگی و حجم اطلاعات دریافتی بسیار بالا بوده که این مسئله تجزیه و تحلیل آنها را دشوار می­کند.
• دانش فنی نسبت به شناخت، انتخاب و بکارگیری صحیح فناوری­ هایی مانند انواع حسگرها و یا روش­های تجزیه و تحلیل داده ­های بدست آمده از آنها پایین است.
• جمع آوری اطلاعات از برخی اراضی کشاورزی و بخصوص منابع طبیعی به علت موقعیت جغرافیایی یا وسعت بسیار بالا، سخت و هزینه بر می­باشد.

روند تحقیقات سنجش از دور در جهان و ایران

با مروری بر تحقیقات صورت گرفته در حوزه سنجش از دور در کشاورزی و منابع طبیعی، می­ توان به کاربردهای گسترده این دانش فنی مانند مدیریت دقیق عملیات­هایی چون مصرف دقیق نهاده­ ها، پیش بینی عملکرد، کنترل آبیاری و تشخیص علف هرز، با استفاده از فناوری­هایی مانند ماهواره ­­ها، وسایل پروازی بدون سرنشین (UAV)، وسایل زمینی بدون سرنشین (UGV) یا حسگرهای تشخیص و اندازه گیری نوری (LIDAR)، جهت استفاده در زمین­های کشاورزی، مراتع، جنگل­ها و بیابان­ها اشاره نمود.

نتایج بررسی­ های ما نشان می ­دهد که رویکرد محققین به استفاده از دانش سنجش از دور در تحقیقات و سعی در عملیاتی ساختن کاربردهای مختلف آن، هر ساله روبه افزایش است.

همانطور که از نمودار های ارائه شده مشخص است، یک بررسی  بر روی تعداد مقالات منتشر شده طی سال­های ۲۰۱۹- ۲۰۰۰ در انتشارات بزرگ الزویر با ترکیب کلمات کلیدی Remote Sensing و Agriculture صحت این موضوع را تأیید می­ نماید به طوری که تعداد مقالات پذیرفته شده در این انتشارات با کلید واژه­های مذکور، از ۲۵ مقاله در سال ۲۰۰۰ به ۲۶۸ مقاله در سال ۲۰۱۹ افزایش یافته است.

در این بین رویکرد محققین داخلی نیز در این زمینه روند افزایشی داشته و موفق به چاپ ۱۵ مقاله (از ابتدای سال ۲۰۲۰ تا ماه ژوئن) با موضوعیت سنجش از دور و کشاورزی در این انتشارات شده­ اند.

بنابراین باید توجه داشت که برای جلوگیری از بحران­های آتی در کشاورزی و حفظ منابع طبیعی برای نسل­های آینده به ناچار باید رویکرد مثبتی نسبت به فناوری­های نوین بخصوص فناوری­های انقلاب صنعتی چهارم (رباتیک، هوش مصنوعی، اینترنت اشیاء، نانو تکنولوژی، زیست فناوری و …) داشت و در راه عملیاتی ساختن نتایج این تحقیقات گام برداشت.

منابع

• FAO, 2017. The Future of Food and Agriculture – Trends and Challenges. in. Food and Agriculture Organization of the United Nations, Rome.
• Weiss, M., Jacob, F., Duveiller, G., 2020. Remote sensing for agricultural applications: A meta-review. Remote Sensing of Environment . 236, 111402.
• Calders, K., Jonckheere, I., Nightingale, J., Vastaranta, M., 2020. Remote Sensing Technology Applications in Forestry and REDD+. Forest . 11(2).