Εκτίμηση προσβολής καλλιέργειας Asparagus officinalis από τον μύκητα Pleospora herbarum με φασματοσκοπία και τηλεπισκόπηση
Creators: name: Ναβροζίδης, Ιώαννης Εμμανουήλ
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2016
Subjects: Φασματοσκοπία
Ανάλυση εικόνας
Φυτοπροστασία ακριβεία
Spectroscopy
Image analysis
Precision plant protection

description: Οι ασθένειες στα φυτά προκαλούν ζημίες μεγάλης κλίμακας στην παραγωγή και την οικονομία του γεωργικού κλάδου παγκοσμίως. Η γεωργία ακριβείας στον τομέα της φυτοπροστασίας στοχεύει στην έγκαιρη διάγνωση και τον χωρικό εντοπισμό της ασθένειας με στόχο τις πιο αποτελεσματικές επεμβάσεις. Στόχος της παρούσας εργασίας είναι να εκτιμηθεί το ποσοστό προσβολής από τον μύκητα Pleospora herbarum σε φυτά σπαραγγιού με φασματοσκοπικά δεδομένα και δορυφορικές εικόνες υπερ-υψηλής ανάλυσης, και με δορυφορικές εικόνες ευρείας κάλυψης σε αγροτεμάχια σπαραγγιού. Για τον σκοπό αυτό λήφθηκαν φασματικές καμπύλες με φορητό φασματόμετρο (310-1100nm) και ταυτόχρονα έγινε εκτίμηση του ποσοστού προσβολής των φυτών από εξειδικευμένους εκτιμητές σε τρεις αγρούς στην Χρυσούπολη Καβάλας. Επίσης, έγινε προμήθεια εικόνων της περιοχής μελέτης από τους δορυφόρους Pleiades-1A και Landsat 8 OLI. Δοκιμάστηκαν διάφορες μέθοδοι προεπεξεργασίας των φασματοσκοπικών δεδομένων και των εικόνων και για την μοντελοποίηση εφαρμόστηκε η μέθοδος παλινδρόμησης PLSR. Τα αποτελέσματα δείχνουν ότι η φασματοσκοπία και η τηλεπισκόπηση μπορούν να χρησιμοποιηθούν για δημιουργία μοντέλων εκτίμησης της ασθένειας σε επίπεδο φυτού ή αγρού, έχοντας όμως χαμηλότερη ακρίβεια στην εκτίμηση προσβολής σε επίπεδο αγροτεμαχίου. Τα αποτελέσματα μπορούν να αξιοποιηθούν σε εφαρμογές γεωργίας ακριβείας για τη σχεδίαση εξειδικευμένων εμπορικών αισθητήρων, για την εφαρμογή χωρικά διαφοροποιημένων ψεκασμών με μηχανήματα μεταβλητής ροής, καθώς επίσης και για τη σχεδίαση της στρατηγικής φυτοπροστασίας σε ευρεία περιοχή.
description: Diseases in plants are the cause of major losses in production and economy in agriculture worldwide. The field of plant protection, in precision agriculture, focuses in temporal and spatial speed and accuracy in detection, resulting in more efficient treatment. The aim of this research is to estimate the severity of damage inflicted in asparagus plants by the fungal disease Pleospora herbarum with the use of models, by correlating spectral information and VHR satellite imaging. For the quantification in asparagus fields wide coverage satellite images were utilized. Spectral curves were recorded using a portable VIS-NIR spectrometer (310-1100nm) and the severity of the disease was estimated by specialist raters at three plots in Chrisoupoli, Kavala. Additionally, images of the study area were acquired from the satellites Pleiades-1A and Landsat 8 OLI. Various methods of data preprocessing and image processing were applied and PLSR analysis was used to create the models. Results indicate that spectroscopy and remote sensing can be used to create quantification high accuracy models of disease severity in plant (R2=0.83 and RMSE=9.68%) or field (R2=0,85 και RMSE=8,26%)scale. The accuracy drops when using satellite data to quantify damage in plant scale (R2≈0,34 και RMSE≈13,13%). The contributing wavelengths, bands and indices can also be combined with variable rate sprayers and other available sensors (ground, airborne or satellite) for the better implementation in precision agriculture strategies.