Μια ομάδα επιστημόνων τηλεπισκόπησης και γεωργίας από τη NASA Harvest και τη GEOGLAM δημιούργησαν τους πρώτους ενημερωμένους εναρμονισμένους παγκόσμιους χάρτες τύπων καλλιεργειών για πέντε μεγάλες καλλιέργειες βασικών προϊόντων. Φτιαγμένοι με ένα πλαίσιο που ενημερώνεται εύκολα, οι χάρτες θα προσαρμόζονται ετησίως, επιτρέποντας τη συνεχή ανάλυση με βάση τα πιο πρόσφατα διαθέσιμα δεδομένα.
Η κλιματική αλλαγή, ο αυξανόμενος πληθυσμός, τα έντονα καιρικά φαινόμενα και οι συγκρούσεις μπορούν να επηρεάσουν σημαντικά τη γεωργική παραγωγικότητα, αποσταθεροποιώντας τις αγορές και, συνεπώς, τις τιμές των τροφίμων για τους παγκόσμιους καταναλωτές. Η ομάδα διεθνών επιστημόνων τηλεπισκόπησης και γεωργίας βοηθά να ξεπεραστούν αυτές οι προκλήσεις, παράγοντας τους πρώτους ενημερωμένους παγκόσμιους χάρτες τύπων καλλιέργειας για πέντε μεγάλες καλλιέργειες: καλαμπόκι, χειμερινό σιτάρι, ανοιξιάτικο σιτάρι, σόγια και ρύζι . Δημιουργήθηκε με την εναρμόνιση περισσότερων από 20 συνόλων δεδομένων από μια ποικιλία εθνικών, περιφερειακών και παγκόσμιων οντοτήτων. Οι χάρτες που είναι διαθέσιμοι στο κοινό και ενημερώνονται κάθε χρόνο, ενισχύουν τις εθνικές και διεθνείς αντιδράσεις σε δυσμενή γεωργικά συμβάντα σε όλο τον κόσμο.
Προκλήσεις Για Την Παγκόσμια Επισιτιστική Ασφάλεια
Η παγκόσμια επισιτιστική ασφάλεια αντιμετωπίζει αυξημένη πίεση από το μεταβαλλόμενο κλίμα και τον αυξανόμενο πληθυσμό. Ορισμένες καλλιέργειες παίζουν σημαντικό ρόλο στη διατροφή του κόσμου όπως το καλαμπόκι, το σιτάρι, η σόγια και το ρύζι. Η επιτυχία αυτών των τεσσάρων καλλιεργειών διαδραματίζει σημαντικό ρόλο όχι μόνο στη διατήρηση της τροφής των ανθρώπων, αλλά έχουν επίσης σημαντικό αντίκτυπο στις παγκόσμιες αγορές των καλλιεργειών βασικών προϊόντων και στις τιμές των τροφίμων. Η κατανόηση της κατάστασης αυτών των καλλιεργειών σε όλο τον κόσμο κατά τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου είναι κρίσιμη για τη σταθεροποίηση αυτών των αγορών.
Οι πρωτοβουλίες AMIS (Agricultural Market Information System) και GEOGLAM (Group on Earth Observations Global Agricultural Monitoring) είναι δύο τέτοιες διεθνείς προσπάθειες – που ανατέθηκαν από τους υπουργούς Γεωργίας των G20 ως απάντηση στις κρίσεις των τιμών των τροφίμων το 2007/08 και το 2010. Βασικές δραστηριότητες που υποστηρίζουν τη διαφάνεια της παγκόσμιας αγοράς γεωργικών προϊόντων είναι το GEOGLAM Crop Monitor for AMIS, μια μηνιαία, δημόσια προσβάσιμη, βασισμένη σε δεδομένα αναφορά για τις παγκόσμιες συνθήκες καλλιέργειας.
Το AMIS λειτουργεί ως φόρουμ για οικονομολόγους και υπεύθυνους χάραξης πολιτικής για την ενίσχυση της διαφάνειας της αγοράς τροφίμων, την ανάλυση των παγκόσμιων συνθηκών καλλιέργειας και τον συντονισμό της δράσης/απόκρισης πολιτικής, ενώ το GEOGLAM εστιάζει στη βελτίωση των δυνατοτήτων παρακολούθησης των καλλιεργειών, μέσω δεδομένων in situ (εδάφους) και δορυφορικών παρατηρήσεων της Γης.
Οι Δορυφόροι βελτιώνουν την παρακολούθηση της Γεωργίας
Οι παραδοσιακές μέθοδοι έρευνας καλλιεργειών απαιτούν εργασία, χρόνο και κόστος. Αυτοί οι περιορισμοί πόρων είναι σοβαροί για τις πλουσιότερες χώρες και σχεδόν απαγορευτικοί για τις χώρες με χαμηλότερο εισόδημα, ιδιαίτερα εκείνες με υψηλή επικράτηση της μικροκαλλιέργειας. Οι δορυφόροι γεωσκόπησης (EO) βοηθούν να ξεπεραστούν αυτοί οι περιορισμοί και να παρακολουθείται πιο εύκολα η επιφάνεια του πλανήτη με την πάροδο του χρόνου. Σε συνδυασμό με τις προόδους στις τεχνικές μηχανικής εκμάθησης και των υπολογιστικών δυνατοτήτων, τα δεδομένα των δορυφόρων γεωσκόπησης (EO) έχουν μειώσει δραστικά το κόστος της παρακολούθησης της γεωργίας.
Πλέον μπορεί να αναλυθεί η παγκόσμια παραγωγή καθ' όλη τη διάρκεια της καλλιεργητικής περιόδου, να χαρτογραφηθούν τα διαχρονικά/μεταβαλλόμενα όρια καλλιεργειών, να υπάρχει πιο άμεση ανταπόκριση σε καταστροφικά καιρικά φαινόμενα και να ενημερωθεί πιο γρήγορα και με ακρίβεια η πολιτική ανταπόκριση σε αναδυόμενες ανθρωπιστικές κρίσεις και κρίσεις της αγοράς.
Η απαιτούμενη βάση για μεγάλο μέρος αυτής της ανάλυσης είναι ακριβείς χάρτες τύπων καλλιεργειών – οι οποίοι περιλαμβάνουν τη χωρική κατανομή της καλλιεργήσιμης γης καθώς και τις πραγματικές καλλιέργειες που καλλιεργούνται σε αυτήν την περιοχή. Πολλοί χάρτες τύπων καλλιεργειών έχουν αναπτυχθεί για διαφορετικές καλλιέργειες και περιοχές σε όλο τον κόσμο από διάφορες κυβερνήσεις, ερευνητές και διακυβερνητικούς οργανισμούς. Ωστόσο, παρά τη σημασία των χαρτών τύπων καλλιεργειών, μέχρι πρόσφατα υπήρχε έλλειψη ενημερωμένων παγκόσμιων χαρτών τύπων καλλιέργειας των κύριων εμπορευματικών καλλιεργειών.
Ως απάντηση σε αυτό το κενό πληροφοριών, η ομάδα επιστημόνων της GEOGLAM και της NASA Harvest εναρμόνισε 24 εθνικά και περιφερειακά σύνολα δεδομένων από 21 πηγές που καλύπτουν 66 χώρες για να δημιουργήσουν τους πρώτους παγκόσμιους και ενημερωμένους χάρτες τύπων καλλιεργειών για τις τέσσερις κύριες καλλιέργειες βασικών προϊόντων. Αυτοί οι χάρτες θα χρησιμοποιηθούν για την παραγωγή του GEOGLAM Crop Monitor για τις μηνιαίες αναφορές AMIS στο μέλλον, θα ενημερώνονται σε ετήσια βάση καθώς διατίθενται νέα σύνολα δεδομένων και θα διατίθενται στο κοινό μέσω του CropMonitor.org καθώς και μέσω του Global Agricultural Monitoring System ( GLAM ) που διατηρεί η Κοινοπραξία Harvest της NASA.
Πώς φτιάξαμε αυτούς τους χάρτες;
Για τη δημιουργία αυτών των χαρτών χρειάστηκε έγινε εκτενής διαδικασία επιλογής δεδομένων προτού ενοποιηθούν τα σύνολα δεδομένων στα τελικά προϊόντα χαρτών. Η διαδικασία επιλογής περιλάμβανε: τον εντοπισμό πιθανών συνόλων δεδομένων από μια ποικιλία εθνικών, περιφερειακών και παγκόσμιων πηγών, αξιολόγηση των συνόλων δεδομένων με βάση ένα κοινό σύνολο κριτηρίων· και στη συνέχεια σταθμίζοντας κάθε σύνολο δεδομένων με βάση αυτά τα κριτήρια.
Τα πέντε κριτήρια αξιολόγησης των δεδομένων ήταν τα εξής:
*Εποχιακή ιδιαιτερότητα
Σημαντικά προϊόντα που προέρχονται από την τηλεπισκόπηση, όπως οι αξιολογήσεις καλλιεργειών εντός της εποχής και οι προβλέψεις απόδοσης απαιτούν υποκείμενους χάρτες τύπων καλλιέργειας που αντιστοιχούν σε πολλαπλές καλλιεργητικές περιόδους μέσα σε ένα χρόνο. Επομένως, ήταν σημαντικό οι χάρτες που αναπτύχθηκαν να είναι ικανοί να διακρίνουν μεταξύ παραδειγμάτων φύτευσης όπως το ανοιξιάτικο σιτάρι και το χειμερινό σιτάρι. πρώτη και δεύτερη εποχή αραβοσίτου ή σόγιας και πολλαπλές περιόδους καλλιέργειας ρυζιού. Αυτό το υπολογίστηκε στο μοντέλο χάρτη σταθμίζοντας χάρτες με μεγαλύτερη εποχική εξειδίκευση υψηλότερη από τους χάρτες που συγκεντρώνουν πολλές εποχές.
* Επικαιρότητα
Η καλλιεργήσιμη γη μπορεί να αλλάξει σημαντικά με την πάροδο του χρόνου λόγω παραγόντων όπως η αμειψισπορά ή οι πιέσεις της αγοράς. Οι χάρτες που αντιπροσωπεύουν αλλαγές εντός της σεζόν είναι επομένως ιδανικοί για τους σκοπούς, ωστόσο αυτοί τείνουν να είναι πιο σπάνιοι. Ωστόσο, τα σύνολα δεδομένων που βασίζονται σε πρόσφατες εποχές είναι πιο πιθανό να είναι ακριβή από τα σύνολα δεδομένων που βασίζονται σε παλαιότερες εποχές, επομένως εφαρμόστηκε μια βαθμολογία στάθμισης που κυμαίνεται από 1-4 για κάθε σύνολο δεδομένων εισόδου, όπου η βαθμολογία του συνόλου δεδομένων εκχωρήθηκε από το πόσο πρόσφατα ήταν τα δεδομένα για τη συγκεκριμένη σεζόν.
* Χωρική ανάλυση
Πολυάριθμες μελέτες δείχνουν ότι η χαρτογράφηση των καλλιεργήσιμων εκτάσεων περιπλέκεται από παράγοντες όπως το μέγεθος και το σχήμα του αγρού, η ποικιλομορφία των καλλιεργειών και η συνολική σύνθεση του τοπίου. Ενώ τα δεδομένα λεπτότερης χωρικής ανάλυσης δεν ισοδυναμούν πάντα με υψηλότερη ακρίβεια στη χαρτογράφηση τύπων καλλιέργειας, συχνά συσχετίζονται με υψηλότερη ακρίβεια όταν συνδυάζονται με τοπικά παραγόμενα δεδομένα εκπαίδευσης και επικύρωσης που είναι πολλά από τα επιλεγμένα σύνολα δεδομένων. Εξαιτίας αυτού, επιλέχθηκαν χάρτες χωρικής ανάλυσης λεπτότερης κλίμακας από τους χάρτες πιο χονδροειδής κλίμακας.
* Κριτήριο ακρίβειας
Η ακρίβεια του εναρμονισμένου χάρτη εξαρτάται από την ακρίβεια των συνόλων δεδομένων εισόδου που χρησιμοποιούνται για την παραγωγή του. Ως εκ τούτου, προσδιορίστηκαν οι διαθέσιμες μετρήσεις ακρίβειας για κάθε σύνολο δεδομένων. Για παράδειγμα, σε σύνολα δεδομένων με ακρίβεια άνω του 90% δόθηκε σταθμισμένη βαθμολογία 4, μεταξύ 80-90% δόθηκε βαθμολογία 3 και στους χάρτες με αναφερόμενη ακρίβεια κάτω του 80% δόθηκε 2. Ορισμένα από τα σύνολα δεδομένων που χρησιμοποιήθηκαν στην ανάλυσή δεν είχαν αναφορές ακρίβειας και για να διορθωθεί αυτό, έγινε σύγκριση με διαθέσιμα επίσημα στατιστικά στοιχεία της χώρας για να γίνει η προσέγγιση των εκτιμήσεων ακριβείας. Στα σύνολα δεδομένων στα οποία δεν ήταν δυνατή η αξιολόγηση της ακρίβειας μέσω αυτής της μεθόδου, εκχωρήθηκαν σταθμισμένες τιμές 1.
* Κριτήριο πηγής δεδομένων
Αυτό το τελικό κριτήριο επιλογής εξέτασε τη σχετική εξειδίκευση για κάθε επιλεγμένο σύνολο δεδομένων. Οι υποεθνικοί και εθνικοί χάρτες τείνουν να δημιουργούνται χρησιμοποιώντας μοντέλα και δεδομένα εδάφους που συλλέγονται για τη συγκεκριμένη χώρα και είναι εξειδικευμένοι για τη χώρα. Οι υπάρχοντες περιφερειακοί και παγκόσμιοι χάρτες συχνά γενικεύονται για να επιτρέψουν τη χαρτογράφηση ευρύτερης κλίμακας, να χρησιμοποιούν λιγότερα δεδομένα για συγκεκριμένα έθνη και έτσι τείνουν να έχουν χαμηλότερη ακρίβεια σε εθνική κλίμακα. Σημειώνεται σημαντική πρόοδος στη βελτίωση της ακρίβειας και της επεκτασιμότητας μοντέλων με αραιά δεδομένα εκπαίδευσης εδάφους. Ωστόσο, οι περισσότεροι τρέχοντες χάρτες τύπου καλλιέργειας ακολουθούν το παραπάνω μοτίβο.
Ενοποίηση Χάρτη
Αφού έγινε η επιλογή και επεξεργάστηκε κάθε σύνολο δεδομένων με βάση τα παραπάνω κριτήρια, έγινε η ενοποίηση των συνολικών δεδομένων σε έναν κοινό χάρτη. Καθώς τα σύνολα δεδομένων εισόδου ήταν σε διαφορετικές χωρικές αναλύσεις, η ομάδα καθόρισε ποια ανάλυση θα χρησιμοποιηθεί για τους χάρτες τύπων περικοπής εξόδου. Δεδομένου ότι οι αλλαγές των γεωργικών συνθηκών με την πάροδο του χρόνου μπορεί να συνδέονται στενά με διαφορετικούς κλιματικούς παράγοντες, είναι χρήσιμο να υπάρχουν οι χάρτες τύπων καλλιεργειών στην ίδια ανάλυση με τις κοινά παραγόμενες μεταβλητές του κλίματος τηλεπισκόπησης για να απλοποιηθούν οι μελλοντικές προσπάθειες μοντελοποίησης. Ως εκ τούτου, πάρθηκε η απόφαση να παραχθούν χάρτες στην ίδια ανάλυση (0,05 μοίρες) με τα δημοφιλή προϊόντα κλιματικής μεταβλητής πλέγματος μοντελοποίησης κλίματος που παράγονται από την αποστολή MODIS της NASA.
Τελικά, μετατράπηκε κάθε σύνολο δεδομένων σε μια δυαδική ταξινόμηση καλλιεργήσιμης γης έναντι μη καλλιεργήσιμης γης επικάλυψη κάθε στρώματος δεδομένων το ένα πάνω στο άλλο και στη συνέχεια υπολόγισε το ποσοστό κάθε εικονοστοιχείου στο πλέγμα μοντελοποίησης κλίματος που προσδιορίστηκε ως δεδομένος τύπος καλλιέργειας.
Πηγαίνοντας μπροστά
Μέχρι σήμερα έχουν δημιουργηθεί πέντε παγκόσμια αρχεία Geotiff στους 0,05 βαθμούς για κάθε μία από τις κύριες καλλιέργειες βασικών προϊόντων (Ρύζι, Αραβόσιτος, Σόγια, Χειμερινός Σίτος και Ανοιξιάτικο Σιτάρι). Το πλαίσιο είναι αναπαραγώγιμο, επιτρέποντας σε αυτούς τους χάρτες να ενημερώνονται σε ετήσια βάση καθώς γίνονται διαθέσιμα ενημερωμένα σύνολα δεδομένων εισόδου. Αυτοί οι πέντε χάρτες αντιπροσωπεύουν τα καλύτερα διαθέσιμα, πιο ενημερωμένα παγκοσμίως εναρμονισμένα σύνολα δεδομένων σχετικά με τη θέση των μεγάλων καλλιέργειες βασικών προϊόντων.
Τούτου λεχθέντος, υπάρχουν ακόμα βελτιώσεις που θα μπορούσαν να γίνουν για την βελτίωσή τους. Όπως αναφέρθηκε παραπάνω, οι χάρτες της εποχής είναι σπάνιοι επί του παρόντος για πολλά έθνη και επομένως η δημιουργία αυτών των νέων χαρτών έπρεπε να γίνει με βάση χάρτες προηγούμενων σεζόν. Ωστόσο, καθώς οι νέες δημόσιες και εμπορικές δορυφορικές αποστολές συνεχίζουν να βελτιώνουν τις υποεβδομαδιαίες και ημερήσιες παρατηρήσεις, η δυνατότητα για πιο κοινούς χάρτες εντός της εποχής θα αυξηθεί και θα μπορούμε να τους ενσωματώσουμε στους εν λόγω χάρτες.
Επιπλέον, ορισμένα από τα σύνολα δεδομένων εισόδου δεν διέθεταν αξιολογήσεις ακρίβειας, αναγκάζοντάς την ομάδα να προσεγγίσει με ακρίβεια βάσει των στατιστικών υποεθνικών σπαρμένων εκτάσεων. Για να ξεπεραστεί αυτός ο περιορισμός, ζητήθηκε η αυξημένη συλλογή δεδομένων εκπαίδευσης και επικύρωσης και ανάπτυξη τεχνικών μοντελοποίησης για περιοχές με αραιά δεδομένα
Ακολουθήστε το Agrocapital.gr στο Google News και μάθετε πρώτοι τις ειδήσεις