פיתוח מערכת תומכת החלטה (DSS) לזיהוי אנומליות בשדות חקלאיים מבוססת דימותי לווין

עשבים מהווים אתגר משמעותי לייצור חקלאי, כשהם מתחרים עם צמחים התרבות על משאבים כמו מים, חומרי הזנה ואור שמש. חקלאות מדייקת (PA) מציעה גישה מבטיחה לניהול עשבים על ידי מתן מידע מרחבי ועתי מפורט על בעיות עשבים. על ידי שילוב נתונים מחיישנים שונים, כגון הדמיה מולטיספקטרלית וחיישנים קרקעיים, חקלאים יכולים ליצור מפות מפורטות של פיזור העשבים בתוך השדות שלהם. מידע זה יכול לשמש לאחר מכן למיקוד יישומי קוטלי עשבים לאזורים ספציפיים בהם קיימים עשבים, ובכך להפחית את הכמות הכוללת של קוטל העשבים בשימוש ולמזער את ההשפעה הסביבתית.

המטרה העיקרית של מחקר זה היא לפתח מערכות תומכות החלטה (DSS) שיסייעו בזיהוי וסיווג אנומליות בשדות חקלאיים, תוך התמקדות באנומליות שנגרמות מעשביה בשדות תירס וכותנה, על בסיס ניתוח תצלומי לוויין באמצעות ניתוח מודלים נסתרים של מרקוב (HMM) וניתוח היסטוגרמה.

שיטת ה-HMM משתמשת במאגר נתונים של יישומי קוטלי עשבים ובניתוח סדרות זמן כדי לבסס את קו הבסיס של מדד הצומח (VI) של דפוס הצמיחה הצפוי (EGP) בגידולים, על בסיס שני אינדיקטורים סטטיסטיים. מדד ה-EGP הזה מאפשר לנו לזהות סטיות הנגרמות על ידי עשבים.

החידוש בשיטת ניתוח ההיסטוגרמה טמון ביכולתה להבחין בין אנומליות קבועות ועונתיות ללא צורך במאגר נתונים. זה מושג על ידי השוואה סטטיסטית של פיקסלים השונים בערכי ה-VI שלהם מהממוצע בעונת הגידול ובין העונות הגידול לאורך מספר שנים.