Utilizarea GIS/GPS n cadrul protectiei plantelor

Sistemul informational geografic (GIS) Localizarea prin GPS (Global Positioning System) Interpolarea geostatistica a raspndirii agentilor de daunare Principii de prelevare a probelor Utilizarea GIS n cadrul activitatii de protectia plantelor Baze de date relationale ca sistem de suport al decizieiSST

GIS sistemul informational geograficGIS: GIS - o forma de comunicare vizual (limbaj) care combin contextul si continutul = imaginile / datele geografice si datele clasice - o stiinta multi-disciplinara, integrata

Colectare date Colectare date

M onitorizare //evaluare // M onitorizare evaluare decizie decizie

Analiza Analiza

Rezultat: ezultat Harti digitale3SPRC/GIS u nit

Folosim diverse limbaje pentru descrierea lumii in care traimLimbajele reflecta perceptiile noastre

Matematica Cartografie

Modele Fotografie

Texte

Taxonomie

Muzica Software Statistica Arte Diagrame

si organizeaza realitatea

GIS inglobeaza concepte formale, teorii si metodeFluxuri Clasificari Tipare Differentieri

Serii de evenimente Difuzie Circulatie

CoCo-Varianta Spatiala

Interactiuni Spatiale

Procese

Conectivitate

. . . pentru ntelegerea lumii in care traim

In acest context GIS apare ca un nou limbajSe Introduc noi concepte si etodeDate Unelte Date

Geoprelucrare Modelarea Complexa a Datelor Cartografie Interactiva

Modelare Vizualizare Integrarea Datelor

Un sistem informational geografic (GIS): un sistem de gestiune a bazelor de date care are mai multe componente de tip informa ional raportate (vizual) la coordonate geografice (stocheaz si analizeaz informatii despre o zona dat, prezentndu-le utilizatorului sub forma unor harti). Sistemele de gestiune a datelor n coordoante geografice contin cantitati foarte mari de date, organizate sub forma de straturi specifice, care pot fi analizate statistic Analiza statistica a datelor fundamenteaza deciziile (sistem de suport al deciziei).

Altfel spus:GIS permite utilizatorului sa colecteze si sa analizeze date si sa le vizualizeze (harti, grafice, etc) GIS asociaza datele unui anumit loc de pe suprafata Pamntului GIS combina straturi de informatii despre un anumit loc si permite o mai buna ntelegere a respectivului loc.

A good farmer is nothing more or less than a handy man with a sense of humus. E.B. WhiteGIS, mpreuna cu noile tehnologii si cunostiinte, permite ca oricine sa devina un bun fermier

Factorii determinanti ai productiei de porumb Structura sol Fertilitate sol Potential hidric Temp. sol Temp. aer Umiditate Lumina Precipitatii Organizare Cultivar Data insamantarii Pat germiantiv Densitate Intretinere Chimizare Mecanizare Data recoltarii Patogeni Buruieni Insecte

Factorii climatici:Durata sezonului Temp.

Precipitatii

Umiditate

Lumina

Agentii de daunarePatogeni

Vertebrate

Buruieni

Insecte

AgrotehnicaCalificare Hibrid

Organizare

Tehnologii

Tehnologiile de culturaData recoltarii Data insamantarii Pregatirea patului germinativ

Mecanizare

Chimizare Intretinere

Densitate

Care factor este mai important?Organizare Cultivar Data ins amantarii Pat germiantiv Dens itate

Anul trecut?Um iditate

Pre cipitatii Lumina

Acest cmp?Intre tine re Chimizare

Te mp. ae r

Anul viitor?Te mp. sol m ecanizare Pote ntial hidric Fe rtilitate s ol Structura sol Inse cte Buruie ni Data recoltarii Patogeni

Acel cmp?

GIS sistem de suport al decizieiAgenti de daunare Culturi/ Cultivare

InfrastructuraSistem de irigatii

Drumuri Garduri vii, haturi Cladiri

Istoricul utilizarii terenului

GISFertilizanti Pesticide

Fntni

Topografie

Plati PAC Cadastru

Bonitate teren

Sol

Agrotehnica

Tehnologii agricole

Administrative

Exemple de utilizare a GIS n protectia plantelorCartografierea riscului agentilor de daunare Sisteme de combatere integrata (adaptate fiecarui agrosistem)

Posibile prin:Managementul aplicarii pesticidelor

GPS# # #

#

#

#

Protectia zonelor acvatice de riscul pesticidelor

# # # # ## # # # # # # # # #

# #

GIS

##

Tipuri de harti (straturi)

Lat itud ine

ne tud i gi Lon

Cadastru digital Soluri Utilizare teren Organizare ad-tiva Populatie agenti de daunare

N

Modele de date: Raster vs. VectorVector GIS este compus din puncte, linii, si poligoane (suprafete). Raster GIS este compus din celule (raster).

Puncte Linii Suprafete

Suprafete continue si discreteSuprafetele continue sunt (n final) predictibile. Exista un numar infinit de locatii care au valoare unica - (de ex. altitudinea) Modelul raster nu este cel mai potrivit pentru datele continue.

Suprafetele discrete nu sunt predictibile. Exista un numar definit de locatii care au o anumita valoare - (de ex. pierderile de productie datorate agentilor de daunare) Modelul vector nu este cel mai potrivit pentru datele discrete.

Diferite descrieri ale GISUn program penru computer capabil sa stocheze si sa utilizeze date care descriu diferite locuri de pe suprafata pamntului. -sau-

Un set de functii interconectate care permite: Introducerea, Stocarea, Procesarea, Recuperarea, Generarea datelor spatiale

Care sunt problemele pentru care GIS raspunde optimLocalizare Ce este n ...? Tendinte: Ce s-a ntmplat cu ncepere de la...? Tipare: Care este tiparul de raspndire al...? Modelare: Ce ar fi daca...?

Suma DD

Functionarea GISStraturile tematice sunt combinate (suprapuse) pentru a produce straturi multi-tematice. Noi informatii sunt derivate din analiza co-relatiilor dintre datele originale.

A C B

Culturi agricole

1 3 4

2

C1

A1

A2

B2 B4 B1

C3 C4

Estimarea riscului AD

Hartile GIS se obtin prin:

Digitalizare Scanare GPS (Global Positioning Systems) Teledetectie

Obtinerea datelor GIS cu ajutorul GPS

+Prezentarea GPS si a procedurii de lucru

GPS:Coordonatele latitudine/ longitudineNord / Vest9Oo 6Oo 3Oo

Nord / Est

18Oo

120o

6Oo

Oo

Oo

Sud / Vest

Sud / Est

Exemplu de coordonnate de pozitie GPS

012.12845 N 009.36581 W

Global Positioning Systems (GPS) Raspunsuri la o ntrebare veche: Unde sunt?

Reteaua de sateliti GPS24+ sateliti de navigatie 6 planuri orbitale 11.000 mile naltime medie adevarate stele artificiale Iesire: Pozitionare gratuita si corecta* latitudine si longitudine*Dependinde de conditiile concrete

Sateliti

Pozitionare prin triangulatie

Descrierea segementului spatial24+ sateliti 24+ sateliti6 plane cu inclinare de 55 6 plane cu inclinare de 55 Fiecare plan are 4 sau 5 Fiecare plan are 4 sau 5 sateliti sateliti Pozitia de emisie si Pozitia de emisie si informatia despre timp pe 2 informatia despre timp pe 2 frecvente frecvente Constelatia are rezerve Constelatia are rezerve

Orbita foarte nalta Orbita foarte nalta20,200 km 20,200 km 1 revolutie in aproximativ 1 revolutie in aproximativ 12 ore 12 ore

Accuratete Accuratete Durata mare de viata Durata mare de viata Acoperire Acoperire

Segmentul de controlMonitorizare si control

Colorado Springs

Hawaii Statia Master Control Statie monitorizare Antene de sol

Ascension Islands Diego Garcia

Kwajalein

Segmentul de control

Corecteaza erorile Observa

efemeridele si ceasul

orbitelor si ale ceasurilor Genereaza noi semnale de navigatie

(5) Statii monitorizare

Falcon AFB

Statia de ncarcare

Functionarea sistemuluiSegmentul spatial 24+ SatelitiEfemeridele satelitilor sunt transmise utilizatorilor finali

Statii monitorizare Diego Garcia Ascension Island Kwajalein Hawaii Colorado Springs

GPS ControlColorado Springs

Utilizator

Stabilirea pozitiei prin triangulatie11.000 mile

Localizare undeva pe suprafata acestei sfere

Triangulatie...A doua masurare reduce imprecizia pozitiei la intersectia a doua sfere.11.000 miles

12.000 mile

Interesectia a doua sfere este un cerc.

Triangulatie..11.000 mile

A treia masurare reduce imprecizia la doua puncte12.000 mile

Trei sfere intersecteaza numai n doua puncte10.000 mile

Triangulatie...A patra masurare va decide ntre cele doua puncteCea de-a patra sfera se va intersecta Cu celelalte ntr-un singur punct

Pozitia 3D

Pozitia este determinata de timpSemnalul satelitului pleaca la timpul T

T

T+a

Semnalul este receptionat de receptor la timpul T + a

Distanta dintre satelit si receptor = a x viteza luminii

Transmisie Cod Pseudo Random Noise (PRN)Diferenta de timp

Satelit PRN

Receptor PRN

Masurarea timpului de parcursAdjustarea timpului1YY

2 4X ZZ

8 nanoseconde (timp gresit)XX

9 nanoseconde (timp gresit)

3

7 nanoseconde (timp gresit)

Receptoare GPSUnitatile Trimble de colectare a datelor

Trimble Geo XM

Recon GPS XC

GeoExplorer II

Unitati au o acuratete de localizare de la 0,3 la 3 m (dupa corectie DGPS

Solutii GPS cu nregistrare (mapping)Trimble GeoXT sub-mettric accuratete Foarte scump Teletype World Navigator GPS cca. 1 - 5 m accuratete semificativ mai putin scump

ESRI GIS Software(USDA - APHIS license)

ArcPad 6.0 ArcPad Application Builder

IPAQ Pocket PC H3955 IPAQ Expansion Pack Plus 256MB SecureDigital Card USB Sync Cable IPAQ

Alte platforme pentru ArcPadSmartphone Palm OS

Garmin alta solutie GPS

ROAD 2006 1-5m accuracy E-trex Adventure

GPS 60CSx ROAD 2006 670 = 34http://www.metoffice.com/research/hadleycentre/obsdata/ukcip/

5 km2 cells with accumulated temperature > 670 = 4852http://www.metoffice.com/research/hadleycentre/obsdata/ukcip/

http://www.defra.gov.uk/esg/work_htm/publications/cs/farmstats_web/default.htm

5 km2 cells with accumulated temperature > 670 = 2333

Efectul schimbarii climatului asupra zonelor favorabile pentru stabilirea viermelui vestic al porumbului Diabrotica virgifera virgifera

1995: 5 km2 cells with accumulated temperature > 670 = 4852

UKCIP02: 5 km2 cells with accumulated temperature > 670 = 5137

http://www.metoffice.com/research/hadleycentre/obsdata/ukcip/

Suprafetele cu porumb n Anglia (000 ha)1980-2004

120 100 '000 ha 80 60 40 20 0 1980 1985 1990 1995 Yearhttp://www.defra.gov.uk/esg/work_htm/publications/cs/farmstats_web/default.htm

2000

2005

2010

Tilletia indica

Indicele temperatura umiditate

Risc semnificativ de infectie n Europa

Alte utilizari GIS n studiul riscurilor fitosanitare emergente

Situatie: Confirmarea unui atac semnficativ al unui patogen minor ntr-o parcela.

Intr-o baza de date GIS a zonei se analizeaza conditiile pedoclimatice specifice .

Apoi baza de date GIS se interogheaza referitor la zonele care au conditii similarePunctele verzi reprezinta zone cu aceeasi cultura si care au conditii asemanatoare Se verifica prezenta patogenului minor si se stabilesc (sau nu) corelatii

Colectarea datelor

Introducere date n GIS

Estimare topoprobabilistica

Sistem de suport decizie

Determinarea coordonatelor cmpurilor de prelevare folosind GPSMo n

Software specific (ArcView geostatistical)Server OLAP

Az i __ _ ie _ _ __ o s n __ _ __ _ da _ __ __ _ tr _ _ __ a _ __ __ ___ _ or _ _ _ __ _ _ _ __ _ __ _ d _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ __ _ __ i na ___ __ _ _ _ _ __ _ __ ri o _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ __ _ _ _ _ __ ___ __ _ __ _ _ __ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ __ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ __ _ __ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ __ __ __ __ __ _ _ __ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ __ _ __ ___ __ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ __ __ _ __ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ __ _ _ _ _ __ _ _ _ __ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ __ _ _ _ __ __ _ _ _ _ _ _ _ __ _ _ _ _ _ _ _ _ _ __ _ __ _ _ _ __ ___ _ _ _ __ _ __ ___ _ _ __ __ __ __ __ __ ___ __ _ __ _ _ _ __ __

Pr oc e sv er co ba ns ld t at i to e ar ra _ __ e gg _ _

Validarea si inserarea datelor n sistemul informational geografic GIS

al __ i ze __ __ __ __ __ __ _ _f __ f __ _ gf f __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ _ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __ __

Re gi st r

an

u

de

Agregare date GIS + metadate n hipercub OLAP

Amplasare experiente zone tamponGIS permite delimitarea cu precizie a zonelor tampon Punct Cerc Patrat

Linie Tampon linear

Poligon Interior Exterior

Noi solutii destinate sa sustina dezvoltarea agriculturii

European Commission - Directorate General for Agriculture

November 2002

Noi sisteme de cultura

Profit

Costuri

Mediu

Stabilirea avantajelor folosirii GIS/GPSObiectiveProductie ProductieProductie Calitate Fotosinteza Fotosinteza Dezvoltare Dezvoltare Crestere Crestere Utilizare nutrienti Utilizare nutrienti Calitate Calitate Vitamine si minerale Vitamine si minerale fructe curate fructe curate Palatabilitate Palatabilitate Mediu Mediu Materie organica Materie organica Structura sol Structura sol Eroziune Eroziune Biodiversitate Biodiversitate

Daunatori

Mediu

Daunatori Daunatori Boli Boli Daunatori animali Daunatori animali Buruieni Buruieni

153

Multumesc pentru atentie!

1001 Nopti e povestind despr GIS si GPS

Florin Oancea