ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ ΚΟΚΚΙΝΗΣ ΨΩΡΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΕΙΚΟΝΩΝ, ΑΣΥΡΜΑΤΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ

Transcript

1 ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ ΚΟΚΚΙΝΗΣ ΨΩΡΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΕΙΚΟΝΩΝ, ΑΣΥΡΜΑΤΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ DEVELOPMENT OF AN AUTOMATED SYSTEM FOR MONITORING REDSCALE POPULATION USING IMAGE ANALYSIS, WIRELESS NETWORKS AND GIS TECHNOLOGIES Με μεγάλη επιτυχία παργαμτοποιήθηκε η ημερίδα παρουσίασης του ερυνητικού έργου με τίτλο ΑΝΑΠΤΥΞΗ ΑΥΤΟΜΑΤΟΥ ΣΥΣΤΗΜΑΤΟΣ ΠΑΡΑΚΟΛΟΥΘΗΣΗΣ ΠΛΗΘΥΣΜΟΥ ΚΟΚΚΙΝΗΣ ΨΩΡΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΩΝ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΕΙΚΟΝΩΝ, ΑΣΥΡΜΑΤΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ ΚΑΙ ΓΕΩΠΛΗΡΟΦΟΡΙΚΗΣ με ανάδοχο εταιρεία την CYPROFRESH CITRUS SEDIGEP LTD, την Παρσκευή 14/12/2012 το Ξενοδοχείο Atlantica Miramare Beach Ηotel στη Λεμεσό στις 3.00 μ.μ. Η ημερίδα περιλάμβανε τα ακόλουθα Καλωσόρισμα από τον Ανάδοχο Φορέα Σάββας Σάββα, Οικονομικός Διευθυντής Cyprofresh Παρουσίαση συμμετεχόντων φορέων Δρ. Παναγιώτης Φιλήμης, Τεχνικός Διευθυντής, CNE Technology Center Δρ. Διόφαντος Χατζημιτσής Αναπληρωτής Καθηγητής και Πρόεδρος στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Γεωπληροφορικής, ΤΕΠΑΚ Νίκος Σεραφείδης, Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών Α, ΙΓΕ Η Κόκκινη Ψώρα των εσπεριδοειδών. Προβλήματα και προοπτικές αντιμετώπισής της Νίκος Σεραφείδης, Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών Α, ΙΓΕ Αυτοματοποιημένο σύστημα αναγνώρισης και καταμέτρησης της κόκκινης ψώρας Δρ. Alessandro Giusti, Ερευνητής Μηχανικός, CNE Technology Center Συμβολή της Τηλεπισκόπησης και των Γεωγραφικών Συστημάτων Πληροφορικών (GIS) για τη συστηματική παρακολούθηση της Κόκκινης Ψώρας Άθως Αγαπίου & Ανδρέας Παπαχριστοδούλου, ΤΕΠΑΚ Εισαγωγή Η κόκκινη ψώρα «Aonidiella Αurantii» αποτελεί έναν από τους κυριότερους εχθρούς των εσπεριδοειδών παγκοσμίως. Εγκαθίσταται σε όλα τα φυτικά μέρη του δένδρου από τον κορμό μέχρι τους καρπούς, προτιμά όμως τη νέα βλάστηση και τους καρπούς, ιδίως στα σκιαζόμενα μέρη του δένδρου. Όταν η προσβολή είναι έντονη παρατηρείται γενική εξασθένιση του δένδρου ( κυρίως αποξήρανση και πτώση φύλλων) και παραμόρφωση του καρπού. Οι καρποί γίνονται μικρότεροι και αυτό οδηγεί σε μείωση της ποιότητας και ποσότητας του χυμού τους. Η ζημιά μπορεί να οδηγήσει σε μείωση της παραγωγής εσπεριδοειδών μέχρι και 25%.

2 Υφιστάμενη κατάσταση Η συμβατική μέθοδος για την καταμέτρηση του πληθυσμού της κόκκινης ψώρας βασίζεται σε επιτόπου εβδομαδιαίες επιθεωρήσεις των παγίδων και εξέταση των κολλητικών επιφανειών με χρήση μεγεθυντικού φακού για αναγνώριση του εντόμου. Η συγκεκριμένη μέθοδος παρουσιάζει σημαντικά προβλήματα: (α) η διαδικασία είναι ιδιαίτερα χρονοβόρα λόγω της ανάγκης εξέτασης με μεγεθυντικό φακό της κολλητικής επιφάνειας (β) απαιτείται συχνή αλλαγή της κολλητικής επιφάνειας (γ) γίνονται λάθη καταμέτρησης λόγω παγίδευσης πολλών ειδών εντόμων που καθιστούν δύσκολη την αναγνώριση Τα παραπάνω οδηγούν σε: μη έγκαιρη προειδοποίηση των αγροτών για αυξημένο πληθυσμό κόκκινης ψώρας και κατά συνέπεια μη έγκαιρη καταπολέμηση μη-συχνό έλεγχο των παγίδων ελλιπή παρακολούθηση λόγω χρήσης μικρού αριθμού παγίδων σε σχέση με την έκταση της περιοχής Το σύστημα RedScaleID Η ερευνητική ομάδα σχεδίασε και κατασκεύασε ένα ολοκληρωμένο και συνάμα αυτοματοποιημένο σύστημα για την παρακολούθηση του πληθυσμού της κόκκινης ψώρας. Το πρωτοποριακό σύστημα βασίζεται σε αυτοματοποιημένες παγίδες τύπου «Δέλτα», οι οποίες χρησιμοποιούν ψηφιακές κάμερες και λογισμικό αναγνώρισης του εντόμου ώστε να γίνεται συνεχής καταμέτρηση και καταγραφή του πληθυσμού του. Σημαντικό καινοτόμο χαρακτηριστικό της νέας παγίδας είναι η αυτόματη αλλαγή της κολλητικής επιφάνειας, η οποία πλέον δεν παρέχεται σε λωρίδες, αλλά είναι τυλιγμένη σε ρολό μήκους περίπου 2 μέτρων. Η αυτοματοποιημένη παγίδα, διαθέτει ενσωματωμένο μικροϋπολογιστή στον οποίο εκτελείται το πρωτοποριακό λογισμικό αναγνώρισης. Το λογισμικό επεξεργάζεται τις εικόνες που καταγράφονται από τις τρεις κάμερες της παγίδας και αποστέλλει τα αποτελέσματα στο κεντρικό σύστημα παρακολούθησης χρησιμοποιώντας τεχνολογίες κινητής τηλεφωνίας 3G/GPRS. Επιπλέον η νέα παγίδα είναι ενεργειακά αυτόνομη, αφού η λειτουργία της βασίζεται σε συσσωρευτή, επαναφορτιζόμενο με χρήση φωτοβολταϊκού πάνελ. Το αυτοματοποιημένο σύστημα RedScaleID πέρα από τον αριθμό των εντόμων, καταγράφει και τη θερμοκρασία του αέρα. Αυτό έχει ως σκοπό τον υπολογισμό των ημεροβαθμίδων, οι οποίες χρησιμοποιούνται για την πρόβλεψη της εμφάνισης κάθε γενεάς της κόκκινης ψώρας. Οι μετρήσεις και τα αποτελέσματα της καταμέτρησης που αποστέλλονται από τις αυτοματοποιημένες παγίδες καταλήγουν σε βάση δεδομένων του κεντρικού συστήματος παρακολούθησης. Εν συνεχεία, τα αποτελέσματα παρουσιάζονται σε κάθε ενδιαφερόμενο φορέα, μέσω ιστοσελίδας και μιας ειδικά διαμορφωμένης διαδικτυακής εφαρμογής. Το τελικό αποτέλεσμα είναι ένας ψηφιακός χάρτης (GIS) στον οποίο γίνεται καθημερινή χαρτογράφηση της πυκνότητας εμφάνισης της κόκκινης ψώρας και των καταγεγραμμένων θερμοκρασιών. Επιπλέον, στην ίδια διαδικτυακή εφαρμογή, ενσωματώνονται επεξεργασμένες δορυφορικές θερμικές εικόνες, οι οποίες επιτρέπουν τον υπολογισμό των ημεροβαθμίδων και για περιοχές στις οποίες δεν υπάρχει εγκατεστημένη παγίδα. Η εφαρμογή προσφέρει και εργαλεία για προβολή του ιστορικού κάθε παγίδας, καθώς και για τη στατιστική σύγκριση των συλλήψεων του εντόμου από τις παγίδες. Οι χρήστες του συστήματος μπορούν να ρυθμίσουν την εφαρμογή, ώστε να ενημερώνονται αυτόματα,μέσω SMS ή , όταν ο πληθυσμός του εντόμου ξεπεράσει κάποιο προκαθορισμένο όριο.

3

4 Αποτελέσματα και οφέλη από την εφαρμογή του συστήματος Results and System impact Ένα πρωτοποριακό σύστημα παρακολούθησης του πληθυσμού της κόκκινης ψώρας, που αποτελείται από νέες αυτοματοποιημένες παγίδες και διαδικτυακή εφαρμογή παρουσίασης των αποτελεσμάτων σε πραγματικό χρόνο Μια ενιαία βάση δεδομένων στην οποία καταλήγουν τα δεδομένα όλων των εγκατεστημένων παγίδων μιας ευρύτερης περιοχής (της Κύπρου για παράδειγμα). Η συγκέντρωση των δεδομένων σε ένα σημείο διευκολύνει και την ανταλλαγή δεδομένων με αντίστοιχους φορείς του εξωτερικού για διεθνή αντιμετώπιση του προβλήματος. Στην ίδια βάση δεδομένων αποθηκεύονται και δορυφορικές θερμικές εικόνες, που μπορούν να χρησιμοποιηθούν για υπολογισμό των ημεροβαθμίδων και σε περιοχές που δεν υπάρχουν εγκατεστημένες παγίδες. Έγκαιρη προειδοποίηση και ενημέρωση κάθε ενδιαφερόμενου φορέα (σε κινητό, PC) σχετικά με τον πληθυσμό της κόκκινης ψώρας, για κατάλληλα χρονισμένη αντιμετώπιση Μείωση χρήσης φυτοφαρμάκων και κόστους παραγωγής Διευκόλυνση στην εφαρμογή της Κοινοτικής Οδηγίας 2006/373/EC που αφορά στην ολοκληρωμένη διαχείριση παρασίτων στην Ευρώπη Μείωση της καταστροφής των γεωργικών προϊόντων λόγω προσβολής από την κόκκινη ψώρα με σημαντικά οικονομικά και περιβαλλοντικά οφέλη.

5

6 Συμμετέχοντες Φορείς //= Ανάδοχος Φορέας, M.M.E. = Η CYPROFRESH CITRUS SEDIGEP (P.O.) LTD ιδρύθηκε το 2004 και εξελίχθηκε στη μεγαλύτερη Οργάνωση Παραγωγών Εσπεριδοειδών στην Κύπρο. Η Εταιρεία αντιπροσωπεύει 930 εσπεριδοκαλλιεργητές, οι οποίοι συνολικά κατέχουν 1,050 εκτάρια γης, τα οποία χρησιμοποιούνται για την καλλιέργεια Εσπεριδοειδών. Η CYPROFRESH ενεργεί με σκοπό να προάγει την ανταγωνιστικότητα και την κερδοφορία των μελών της, να ενθαρρύνει τη συνεργασία τους και να βοηθήσει στην προσαρμογή στις απαιτήσεις της αγοράς. Οι βασικοί τομείς στους οποίους επικεντρώνεται η Εταιρεία είναι η Παραγωγικότητα, η Υγιεινή και η Ασφάλεια, καθώς και Περιβαλλοντικά θέματα. = Βασικός ερευνητικός φορέας = Δημιουργήθηκε το 2000 και έχει καθιερωθεί ως ένα ιδιωτικό εθνικό κέντρο αριστείας στους τομείς των εργαστηριακών υπηρεσιών (δοκιμές υλικών, μετρολογία και βαθμονόμηση οργάνων μέτρησης), της εφαρμοσμένης έρευνας και ανάπτυξης εφαρμοσμένων τεχνολογιών. Το CNE συμμετέχει ενεργά σε ερευνητικά εφαρμοσμένης έρευνας προς όφελος των πελατών του καθώς και για τις αναπτυξιακές του ανάγκες, που στοχεύουν στην ανάπτυξη προηγμένων τεχνολογικά συστημάτων. Οι ερευνητικές δραστηριότητες του CNE επικεντρώνονται μεταξύ άλλων σε: βιομηχανικό σχεδιασμό και ανάπτυξη πρωτοτύπων, 3D ταχεία πρωτοτυποποίηση, ανάλυση FEM/ CFD, μικροελεγκτές και μικροϋπολογιστές, αναγνώριση εικόνας, ανάπτυξη λογισμικού, ασύρματα δίκτυα αισθητήρων κ.α. = Συνεργαζόμενος Φορέας 2 //: Το Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Γεωπληροφορικής (ΠΟΜΗΓΕ) του Τεχνολογικού Πανεπιστημίου Κύπρου προσφέρει δύο βασικές κατευθύνσεις με αντίστοιχα προγράμματα σπουδών, τα οποία οδηγούν στους τίτλους: Πολιτικού Μηχανικού, Τοπογράφου Μηχανικού και Μηχανικού Γεωπληροφορικής. Το Τμήμα προσφέρει υψηλού επιπέδου προγράμματα σπουδών που οδηγούν στην εξασφάλιση προπτυχιακών και μεταπτυχιακών τίτλων σπουδών. Το εργαστήριο και η ερευνητική ομάδα Τηλεπισκόπησης και Γεωπληροφορικής που εδρεύει στο Τμήμα ΠΟΜΗΓΕ έχει σημειώσει ιδιαίτερα αξιόλογες ερευνητικές επιτυχίες και έχει εξασφαλίσει χρηματοδότηση περισσότερα από 25 ερευνητικά προγράμματα (όπως LIFE+, EUREKA, MED, FP6, FP7, ΙΠΕ κ.α) και αποτελεί την μεγαλύτερη ερευνητική ομάδα στο ΤΕΠΑΚ. Συντονιστής της ερευνητικής ομάδας είναι ο Αναπληρωτής Καθηγητής και Πρόεδρος του Τμήματος ΠΟΜΗΓΕ Διόφαντος Γλ. Χατζημιτσής. Η ερευνητική ομάδα έχει πεδίο εφαρμογών τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών (ΓΣΠ), την Τηλεπισκόπηση (Remote Sensing), τα συστήματα GPS, την περιβαλλοντική διαχείριση του φυσικού και δομημένου περιβάλλοντος κ.α. Συνεργαζόμενος Φορέας 3 // ιδρύθηκε το Επιστήμονες του Ινστιτούτου συμμετέχουν σε ερευνητικά προγράμματα της Ευρωπαϊκής Ένωσης, του Οργανισμού Τροφίμων και Γεωργίας (FAO), του Οργανισμού Ατομικής Ενέργειας (ICARDA) κ.α. Παράλληλα, το ΙΓΕ έχει επιλεγεί από την Ευρωπαϊκή Ένωση σαν Κέντρο Αρίστων Επιδόσεων στην Γεωργία και το Περιβάλλον. Το ΙΓΕ είναι το κατεξοχήν ερευνητικό Κέντρο της Κύπρου σε θέματα εφαρμοσμένης Γεωργικής Έρευνας. Συντονιστής της ερευνητικής ομάδας είναι ο Λειτουργός Γεωργικών Ερευνών Α Νίκος Σεραφείδης. Το Έργο συγχρηματοδοτείται από το Ευρωπαϊκό Ταμείο Περιφερειακής Ανάπτυξης της ΕΕ Μέσω του Προγράμματος ΠΡΟΪΟΝ/0609/115 του ΙΠΕ