İHA ile tarımda sürdürülebilirlik ve hassas tarım uygulamaları ile ayçiçeği hassas gübreleme
Sunflower precise fertilization with sustainability and precision agricultural applications
Yazar: HÜSNE ARIKAN
Danışman: PROF. DR. SEDEF KENT PINAR
İstanbul Teknik Üniversitesi / Bilişim Enstitüsü / İletişim Sistemleri Ana Bilim Dalı / Uydu Haberleşmesi ve Uzaktan Algılama Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2019
Konu: Bilgisayar Mühendisliği Bilimleri-Bilgisayar ve Kontrol = Computer Engineering and Computer Science and Control ; Bilim ve Teknoloji = Science and Technology ; Ziraat = Agriculture
Dizin: Endüstriyel bitkiler = Industrial plants ; Gerçek zamanlı yazılım = Real time software ; Sayısal kameralar = Digital cameras ; Sürdürülebilir tarım = Sustainable agriculture ; Tarım toprakları = Agricultural soils ; Tarımsal verimlilik = Agricultural productivity ; Uydu haberleşme sistemleri =   ; Uzaktan algılama = Remote sensing ; Yağlı tohumlu bitkiler = Oilseed plants ; İnsansız hava aracı = Unmanned aerial vehicle

Özet:
Tarım için elverişli iklim koşulları ile birlikte, ülkemiz piyasa ekonomisinin rekabet edebilirliği için gerekli olan hiçbir teknik donanımı daha ileri seviyelere çıkarmak ve buna bağlı olarak, çiftçilerin ürün kalitesini ve bütünlüğünü korurken üretim maliyetlerini azaltabileceği bu çalışmada İHA'lar ile verimlilik artırımına odaklanmaktadır. İnsansız Hava Araçları (İHA) uzun süredir, her bir bitki yaprağı kültürünün analizine yönelik görüntü yakalama, toprak su tutma kapasitesi veya özellikle dağınık alanlara sahip bölgelerde yetişen büyük tarımsal redüktörler için sulama sistemleri gibi yöntemlerle tarımda verimliliği artırmıştır. İHA sistemlerinin tasarımı, geliştirilmesi ve uygulanmasında aerodinamik, elektronik, malzeme yapısı, bilgisayar programlama, ekonomi gibi birçok mühendislik disiplini bulunmaktadır ve teknoloji çok hızlı ilerledikçe ilgili alanlardaki bilgi düzeyi sürekli olarak değişmekte ve buna bağlı olarak sistemler uygulanmaktadır. İHA üzerine yerleştirilen multispektral kamera ve dolayısıyla sensörler ile yapılan bitki yaprakları taraması ile NDVI Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Normalize edilmiş fark bitki örtüsü indeks yöntemi kullanılarak uzaktan algılama ve analiz işlemleri gerçekleştirilmiş ve elde edilen değerler sonucunda gübreleme haritaları oluşturulmuştur.
NDVI (normalize edilmiş farklı bitki örtüsü indeksi), mahsul sağlığını ölçmek için uzun zamandır kullanılan bir ölçümdür. Klorofil, fotosentez yapan canlı yeşil bitkilerde bulunan pigment görünür ışığını güçlü bir şekilde emer. Bu temel kavramlarla NDVI nın izlediği kuralları özetlersek: bitki örtüsü görünür ışığı güçlü bir şekilde emer ve yakın kızılötesi ışığı güçlü bir şekilde yansıtır. Analitik işlemi basitleştirmek için, kırmızı renk, NDVI'nın belirlenmesinde görünür spektrumu temsil etmek üzere seçilmiştir.
Bu çalışma İHA ile uzaktan algılama da kullanılan sensörlerin ayçiceği üretiminde toprakta gübreleme haritası oluşturmayı ve en uygun ayçiçeği yaşama ortamının tespiti için daha önce Tübitak'a sunulmak üzere yapılmış bir çalışmadan ilgili dataların alınması, işlenmesi ve İHA'ların tarım uygulamalarında kullanımı ile ilgili son günlerde yaşanan gelişmeleri özetlemeyi hedeflemektedir.

Abstract:
Efforts to increase agricultural productivity can be provided by the unmanned aerial vehicle, which provides an advantage to the producer as a cheaper and practical solution, for example by applying the drugs on the desired land. As shown in many examples, unmanned aerial vehicles are becoming widespread today. UAVs, which will be able to examine and monitor almost all agricultural needs in any field, will develop in the future and serve more purposes. With a more realistic measurement of climate data, the damages that may occur in these areas will be minimized. In this way, time savings will be achieved. It is a fact that we will need more production in the near future. In order to achieve this production, the yield taken from the unit area should be increased. Unmanned Aerial Vehicles will have an important place among the factors that will ensure this efficiency. The obtained maps were compared with soil tests and the input maps with variable rate specific to that plant were extracted. Fertilization areas of the agricultural areas were determined on the map, placed on the map in accordance with the coordinate data of the soil analysis of these areas, and NDVI vegetation index maps were processed in this area.
Variable-rate fertilizer application maps can be applied with visual visualization of new generation agricultural machines divided into cm-precision grids, if the old generation manual application, rounding the agricultural areas close to the value of the field by turning the field into three-color fertilizer in which regions the fertilizer in which regions will a map was created showing on a visual.
This work concentrates on the topic of remote sensing using a multispectral imaging system for agricultural management and agriculture applications. The process, which is an alight-weight inexpensive runway-free unmanned aerial vehicle (UAV), is presented initially. A major portion of this work focuses on the development of a light-weight multispectral imager payload for the agriculturel platform. The imager is band-recongurable, covering both visual red, green, and blue (RGB) and nearinfrared (NIR) spectrum, and interfaced with UAV on-board computer. The development of the image processing techniques, which are based on the collected multispectral aerial images, is also presented in this work. 
This study was carried out in the soil production of sensors used in remote sensing with UAV, to produce fertilization map in soil and to get the relevant data from Tubitak for the determination of the most suitable sunflower living environment, processing and the use of UAVs in agricultural applications. aims to summarize the developments.