CERCETAREA, FUNDAMENTAREA ŞI REALIZAREA UNUI SISTEM INFORMAŢIONAL ŞI DE CONTROL PRIN SATELIT  DESTINAT  CARTARII SI PRELUCARII PARAMETRILOR FIZICI SI CHIMICI AI SOLURILOR AGRICOLE ÎN SCOPUL CREŞTERII PRODUCŢIEI AGRICOLE ŞI PROTECŢIEI MEDIULUI

 

 

Nr. contract: 15 N/27.02.2009

 

 

ETAPE DE EXECUŢIE:

 

Nr.

crt

Denumire etapa

Termen de predare

1

Fundamentarea sistemului informaţional şi de control prin satelit pentru cartarea solurilor agricole

15.04.2009

2

Elaborarea metodei de cartare a solurilor suprafeţelor agricole şi de reprezentare a harţilor geospatiale cu proprietăţile solului

15.07.2009

 

ETAPA 1

 

REZULTATE PRECONIZATE PENTRU ATINGEREA OBIECTIVULUI ETAPEI : Fundamentarea sistemului informaţional pentru înregistrarea, stocarea şi prelucrarea datelor obţinute prin cartarea solurilor aferente suprafetelor agricole

 

REZULTATE OBŢINUTE:

 

În cadrul etapei I a proiectului s-a făcut referire la contextul strategic al importanţei solului în cultura agricolă şi impactul asupra mediului, tratându-se următoarele subiecte:

-          Contextul socio-economic general din zona rurală

-          Situaţia demografică a zonei rurale

-          Utilizarea terenurilor

-          Performanţa sectorului agricol

-          Agricultura ecologică

De asemenea s-au făcut comentarii referitoare la zonarea şi structura culturilor agricolemăsuri pe termen scurt, mediu şi lung.

Concluziile rezultate în urma studiul efectuat au evidenţiat rolul fundamental al solului prin functiile sale în: modificarea biodiversitatii, schimbarile climatice, protectia mediului înconjurator, promovarea si dezvoltarea agriculturii conservative ca forma a agriculturii durabile, în dezvoltarea economica si în prosperitatea societatii. Monitorizarea permanenta a starii de calitate a solului, la nivelul fermei, regularizarea consumului de agrochimicale si aplicarea corecta a tuturor componentelor tehnologice ale sistemelor agricole de cultivare a plantelor fiind absolut necesare.

Evaluarea capacitatii productive, alegerea celui mai potrivit mod de folosinta a terenului, ca si a tehnologiilor de cultivare fundamentate pe baze stiintifice si în raport cu gradul de pretabilitate sau favorabilitate, contribuie la cresterea si conservarea durabila a productivitatii, si astfel la sporirea capacitatii de rezilienta a celor mai sensibile si fragile soluri, asa încât, sistemele tehnologice îmbunatatite au efect sinergic pozitiv.

Tot în cadrul acestei etape a fost prezentată importanţa deosebită a cartarii solurilor agricole în scopul creşterii eficienţei de cultivare şi de promovare a compatibilitătii sale cu mediul înconjurător. Cartarea reprezintă acţiunea de urmărire pe teren si transpunere, prin semne si prin culori convenţionale, pe hărţi topografice a răspândirii si a caracterelor diferitelor elemente din natură (roci, formaţiuni geologice, ape, soluri, animale, etc.).

 Rezultatul procesului de cartarea a solurilor a fost ilustrat printr-o serie de exemple de cartări ale proprietăţilor solurilor agricole, cât şi hărţi ale producţiei agricole.

O reprezentare utilă din punct de vedere practic a profilului solului şi a densităţii de producţie agricolă, se poate face prin reprezentări plane cu linii izocline, aşa cum se prezintă în fig. 1. Se reprezintă separatprofilul solului” (stânga) şi « profilul densităţii de producţie agricolă” (dreapta).

 

b

Fig. 1 Reprezentare în plan prin izocline a profilului solului si a densităţii de producţie agricolă pe o mică suprafaţă din primul octant al geoidului.

 

O altă analiză realizată în etapa I a fost aceea a proprietăţilor solului pentru creşterea şi dezvoltarea culturilor agricole, stabilindu-se rolul elementelor nutritive în creşterea şi dezvoltarea plantelor.

Pentru obţinerea recoltelor mari şi de bună calitate, o importanţă deosebită o au îngrăşămintele chimice care completează rezerva de substanţe nutritive ale solului, substanţe necesare pentru creşterea şi dezvoltarea normală a plantelor.

            În vederea aplicării raţionale a îngrăşămintelor, agrochimia consideră că una din sarcinile ei importante constă în determinarea substanţele nutritive din sol, analiza solurilor şi mai ales stabilirea necesarului acestora. Rezerva de substanţe nutritive accesibile din sol nu reprezintă o mărime stabilă, aceasta depinzând de numeroşi factori, ca de exemplu: tipul de sol, originea geologică, textura şi structura solului, acţiunea biologică, clima, etc. Ca urmare, stabilirea corectă a necesarului de îngrăşăminte chimice se face ţinând seama de toţi aceşti factori. Eficienţa folosirii îngrăşămintelor chimice depinde nu numai de compoziţia solului, dar şi de particularităţile de nutriţie ale culturii. Intre compoziţia chimică a solului şi compoziţia chimică a plantelor există o legătură strânsă şi acest lucru reflectă unul dintre principiile de bază ale biologiei, acela al unităţii dintre organism şi mediul in care trăieşte.

            Un alt punct de interes analizat în această etapă l-a constituit analizarea aportului de substanţe nutritive pentru principalele culturi agricole, grâu şi porumb.

            A fost realizată o analiza generală a îngrăşămintelor utilizate în principalele culturi agricole, prin prisma definiţiilor şi prevederilor Regulamentului (CE) nr. 2003/2003 al Parlamentului european si al Consiliului privind îngrăşămintele.

            Regulamentul constituie instrumentul juridic cel mai adecvat, întrucât impune direct fabricanţilor obligaţii precise care trebuie aplicate simultan şi unitar pe întreg teritoriul Comunităţii, prin care se stabilesc, la nivel comunitar, denumirea acestor tipuri, definiţia şi compoziţia anumitor îngrăşăminte (îngrăşăminte EC), identificarea şi ambalarea.

            Regulamentul stabileşte, pentru îngrăşămintele EC, norme comunitare privind identificarea, trasabilitatea şi etichetarea lor, precum şi închiderea ambalajelor. De asemenea prevede că îngrăşămintele EC pe bază de azotat de amoniu cu un conţinut ridicat de azot trebuie să aibă anumite caracteristici pentru a li se putea garanta înocuitatea. Fabricanţii trebuie să se asigure că toate îngrăşămintele pe bază de azotat de amoniu cu un conţinut ridicat de azot au trecut, cu succes, un test de rezistenţă la detonare înainte de a fi introduse pe piaţă.

            De asemenea, s-a realizat şi o clasificare a îngrăşămintelor şi a modului de exprimare a conţinutului de elemente nutritive, cât şi eficienţa agronomică şi armonizarea folosirii îngrăşămintelor în raport cu solul, planta şi tehnologia de cultură.

Tot în cadrul primei etape s-a determinat compoziţia solurilor agricole, prin metode clasice şi moderne. In cadrul metodelor moderne s-a prezentat metoda de ultimă generaţie – determinarea proprietăţilor solului cu ajutorul spectrofotometriei.

Spectrofotometria este o metodă optică de analiză utilizată atât în analize calitative, cât şi cantitative a materialelor necunoscute sau cunoscute, în stare pură sau impură. Prin măsurătorile efectuate se poate stabili prezenţa sau absenţa diferitelor elemente sau grupări funcţionale, precum şi cantitatea în care acestea se găsesc în materialul supus analizei.

Datele rezultate prin măsurare spectroscopică se regăsesc sub forma unei reprezentări grafice a energiei absorbite sau emise, în funcţie de poziţia din spectrul electromagnetic. Această diagramă purtând numele de spectru.

          Un spaţiu generous a fost acordat Sistemelor Informaţionale Geografice (Geographical Information System - GIS) ce reprezintă o tehnică de lucru modernă atât în domeniul cercetărilor teoretice, cât şi în foarte multe activităţi practice. GIS-ul este de fapt un sistem care are mai multe componente de tip informaţional raportate la coordonate geografice. Introducerea, stocarea, manipularea şi analiza componentelor se face cu ajutorul calculatorului. Rezultatul constă în primul rând în vizualizarea unor informaţii complexe referenţiate spaţial faţă de coordonatele geografice reale, iar în al doilea rând în posibilitatea efectuării unor analize şi corelaţii de mare complexitate, imposibil de realizat eficient cu tehnicile clasice. Tehnicile GIS permit combinarea de informaţii de diferite tipuri (cifre, imagini, hărţi etc.), componente hardware şi software, toate aflate sub directa coordonare şi determinare a componentei umane.

Tehnologia sistemelor de informaţii geografice (GIS) este folosită în investigaţiile ştiinţifice, managementul resurselor şi planificarea dezvoltărilor. De exemplu, GIS permite celor care planifică intervenţii în caz de urgenţe să calculeze timpul de răspuns în cazul unor dezastre naturale sau poate fi folosit la delimitarea zonelor umede care au nevoie de protecţie împotriva poluării. În sensul cel mai strict un GIS este un calculator capabil să asambleze, să păstreze, să manipuleze si să afişeze informaţii geografice specifice, de exemplu informaţii identificate în funcţie de locaţiile geografice ale zonelor sau obiectivelor de interes. 

Valoarea GIS constă tocmai în posibilităţile de a analiza datele şi de a le converti în informaţii interpretabile ştiinţific. De aceea, calitatea tuturor analizelor întreprinse asupra datelor depinde de calitatea şi corecta structurare a datelor şi de modul în care sunt aplicate diversele proceduri statistice. În continuare se prezintă câteva exemple de utilizare GIS în agricultură.

 

gis19a

spacer

gis19b

spacer

gis19c

Fig. 2 Harta zonelor mlăştinoase în zona studiată.

Fig. 3 Harta diferenţelor de nivel creată de GIS din informaţiile despre înălţimi.

Fig. 4 Lungimile râurilor derivate dintr-o hartă hidrografică digitală.

gis19d

gis19e

gis19f

Fig. 5 Harta indică valorile terenului utilizat din zona studiată.

Fig. 6 Harta solurilor stocate într-o bază GIS. Literele indică tipul de sol.

Fig. 7 Zonele mlăştinoase de pe suprafaţa studiată sunt aranjate, folosind GIS, în funcţie de vulnerabilitatea lor faţă de poluare în combinaţie cu factori inrudiţi.

O altă aplicaţie a GIS în agricultură constă în cartarea producţiilor agricole şi pe baza acestor cartări, repararea defectelor marilor suprafeţe agricole (deficienţe de substanţe în sol, zone cu dăunători în cantitate deosebit de mare, etc.). Informaţiile găsite se folosesc în procesele de administrare a îngrăşămintelor, a substanţelor destinate combaterii dăunătorilor şi bolilor specifice diverselor culturi.

            Cartarea proprietăţilor solurilor agricole cu ajutorul platformei mobile cu senzori şi a spectrofotometrului NIR reprezintă o tehnologie de ultimă generaţie. Rezultatul final al cartării solurilor agricole cu tehnologia Veris constă în realizarea hărţilor cu proprietăţile solului ce se obţin pe baza datelor colectate în timp real din sol, pe bază de spectrofotometrie şi a coordonatelor geo-spaţiale furnizate GPS.

Utilizarea senzorilor activi pentru sol în scopul conturării variabilităţii acestuia, împreună cu calibrările de laborator conduc la îmbunătăţirea preciziei hărţilor constituenţilor solului. Tehnologia activă de cartare a solului poate fi clasificată ca: electrică/electromagnetică, optică/radiometrică, electro-chimică, mecanică, acustică şi pneumatică.

            În procesul cartării proprietăţilor solului sunt implicate următoarele componente:

-          Sateliţi geospaţiali

-          Sistem de Poziţionare Globală (GPS)

-          GPS Difernţial (corectează inexactităţile induse de sistemul GPS)

-          Laptop pentru inregistrarea şi procesarea datelor colectate din câmp şi pentru realizarea hărţilor cu proprietăţile solului

-          Platformă mobilă pentru senzori şi spectrofotometru NIR

§  Senzor de temperatură

-          Soft pentru procesarea datelor colectate din câmp cu proprietăţile solului şi realizarea hărţilor cu proprietăţile solului

În figura 8 se prezintă arhitectura sistemului informaţional pentru cartarea proprietăţilor solului

 

 

Fig. 8 Arhitectura sistemului informaţional şi de măsurare prin satelit

 

Veris Technologies, Inc., USA a dezvoltat un spectrofotometru pentru măsurători în sol.

Metoda determinării proprietăţilor componentelor solului cu ajutorul spectrofotometrului NIR are la bază metoda spectroscopiei în infraroşu.

Cu brăzdarul activ (on-the-go shank) se colectează măsurători la adâncime mică în mod continuu. (fig. 9, 10).

 

shank2.jpg

Fig. 9 Modulul shank VIS-NIR – ( brăzdar) în timpul lucrului

Fig. 10 Senzor optic montat  pe talpa brăzdarului

Brăzdarul colectează măsurători VIS-NIR (450-2200 mm) printr-o fereastră cu safire eşantionate direct de pe sol, la o rată de 20 de spectre /secundă cu o rezoluţie de 8 nm.

Spectrofotometrul Veris NIR este controlat de un sistem de operare pe bază de PC, care asigură controlul instrumentului, înregistrarea datelor şi funcţiile de standardizare a datelor. De asemenea, există un instrument auxiliar care controlează mişcările obturatorului brăzdarului colectând şi datele auxiliare.

Datele auxiliare înregistrate sunt:

-          Electrical Conductivity Shallow (EC_SH) – Conductivitatea Electrică Superficială;

-          Electrical Conductivity Deep (EC_DP) – Conductivitate Electrică de Adâncime;

-          Soil Temperature – Temperatura solului.

Datele referitoare la instrument înregistrate sunt:

-          Auxiliary case temperature - temperatura de stare auxiliară;

-          Auxiliary case humidity – umiditatea de stare auxiliară;

-          Spectrometer case temperature – temperature de stare a spectrometrului;

-          Spectrometer case humidity – umiditatea de stare a spectrometrului

-          Temperature casetei de control.

 

CONCLUZII

 

Concluziile care se desprind din etapa I a proiectului demonstrează fundamentarea sistemului informaţional pentru cartarea solurilor agricole. Acestea conduc la un caracter multidisciplinar al temei şi se referă în principal la:

-          Agricultura de precizie care face loc unei noi metodologii (aceasta tinteste catre un nou sistem agricol) care poate fi una din cheile agriculturii durabile;

-          Oportunitatile favorabile dezvoltarii agriculturii de precizie:

ü  capacitatea de intelegere a complexităţii sistemelor agricole – o abordare sistemica si holistica;

ü  capacitatea de monitorizare a fenomenelor si sistemelor: calculator – achiziţie controlata a datelor;

ü  realizarile in domeniul tehnicii de calcul: hardware, software si baze de date permit această abordare;

ü  imbunatatiri ale interpretarilor si metodelor de calcul: statistici, modelare, simulare;

ü  sisteme suport de decizie pentru agricultură bazate pe date culese din teren.

-          Dezvoltarea sistemului de informaţii geografice (GIS) constituie un fundament al sistemului informaţional;

-          Progresul tehnicii spaţiale, GPS-ul este un element de bază în sistemele cartografice, inclusiv cele destinate agriculturii;

-          Măsurătorile moderne bazate pe spectrofotometrie îşi fac apariţia şi în agricultură;

-          Analiza proprietăţilor solului şi rolul elementelor nutritive pentru creşterea şi dezvoltarea culturilor agricole constituie factori determinanţi în fundamentarea sistemului informaţional;

-          Analiza îngrăşămintelor pentru agricultură şi cadrul juridic al administrării lor va fi elementul de bază în elaborarea metodei de cartare a solului.

 

ETAPA I1

 

REZULTATE PRECONIZATE PENTRU ATINGEREA OBIECTIVULUI ETAPEI :

- Metoda de cartare şi reprezentarea hărţilor solurilor agricole

- Simularea şi corecţia erorilor introduse de sistemul informaţional

 

REZULTATE OBŢINUTE:

 

În cadrul etapei a doua au fost prezentate cîteva statistici din Planul Naţional Strategic pentru Dezvoltare Rurală 2007-2013 referitoare la potenţialul agricol al României, în condiţiile de mediu, sol şi apă de pe teritoriul tării. Concluzia desprinsă a fost aceea că, deşi terenurile agricole cu înaltă valoare naturală acoperă o suprafaţă însemnată din SAU (Suprafaţa Agricolă Utilizată) a României, există şi zone defavorizate, iar abandonul activităţilor agricole împiedică buna conservare a solului.

Agricultura durabila are ca obiective majore optimizarea productivitatii, si în acelasi timp conservarea resurselor naturale de baza. Aceasta înseamna ca, în sistemele de productie agricola se va pastra echilibrul între inputuri si outputuri, între investitii si beneficii, în conditiile asigurarii calitatii mediului înconjurator si ale promovarii, în ansamblu, a unei economii durabile.

S-a arătat că solul este o resursă de interes comun pentru Comunitate, chiar dacă majoritar privată, eşecul protejării sale ar submina durabilitatea şi competitivitatea pe termen lung în Europa. În plus, degradarea solului are un impact puternic asupra altor zone de interes comun pentru Comunitate, ca apa, sănătatea populaţiei, schimbările climatice, protecţia naturii şi a biodiversităţii şi securitatea alimentară.

De aceea, monitorizarea permanenta a starii de calitate a solului, la nivelul fermei, regularizarea consumului de agrochimicale si aplicarea corecta a tuturor componentelor tehnologice ale sistemelor agricole de cultivare a plantelor sunt absolut necesare.

O altă temă deosebit de importantă abordată în acestă etapă a fost definirea spectroscopiei in infrarosu apropiat ca bază pentru cartarea solurilor. Spectroscopia in infrarosu apropiat este o metodă spectroscopică care utilizează regiunea de lîngă infraroşu a spectrului electromagnetic (de la 800 nm la 2500 nm). Aplicaţiile specifice includ pe cele de diagnostic medical, controlul calităţii alimentelor şi agrochimia solului.

Radiaţia în infraroşu este o radiaţie electromagnetică a cărei lungime de undă este mai mare decît lumina vizibilă (400 – 700 nm), dar mai scurtă decît radiaţia terahertz (100 µm - 1 mm) şi microunde (~30,000 µm). Radiaţia în infraroşu acoperă aproximativ trei ordine de mărime (750 nm and 100 µm).

Spectrometria este o tehnică spectroscopică utilizată la evaluarea unei concentraţii sau a unei cantităţi. În aceste cazuri, instrumentul care efectuează aceste măsurători este un spectometru sau un spectrograf.

 

Pe baza acestei tehnici s-au dezvoltat imagistica spectroscopică din IR apropiat. Aceasta a fost utilizată pentru un lung şir de utilizatori, inclusiv pentru monitorizarea la distanţă a plantelor şi solurilor. Datele pot fi colectate de la instrumentele din avioane sau sateliti pentru evaluarea acoperirii şi chimiei solului.

De asemenea a fost elaborată metoda de cartare a solurilor suprafeţelor agricole şi de reprezentare a harţilor geospatiale cu proprietatile solului pe baza spectrofotometriei. Spectrofotometrul realizează măsurători de absorbanţă ale solului în mod continuu în timp ce se deplasează tractat pe suprafaţa unui teren agricol. Alternativ, aparatul poate fi setat în modul staţionar în laborator pentru a realiza măsurări de absorbanţă ale eşantioanelor (mostrelor).

Viteza de tractare este de 5 – 9 km/h, iar recoltarea eşantioanelor de absorbanţă se face la o adâncime de maxim 5 cm cu o rată de 20 / sec.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


Fig. 12. Diagrama sistemului

 

Sistemul utilizat are mai multe componente:

-          un spectrofotometru

-          un traductor de temperatură

-          un echipament GPS

-          echipamente de procesare date

-          software pentru comanda şi controlul sistemului

-          platformă mobilă

-          sistem hidraulic de actionare

-          brăzdar

De asemenea în cadrul etapei au fost prezentate 11 proceduri, ce reprezintă etape ale metodei de cartare.

 

Procedura 1 - INSTALAREA PROGRAMULUI DE COMANDĂ ŞI CONTROL A DATELOR ŞI DE ACHIZIŢIE ŞI PRELUCRARE A EŞANTIOANELOR DE ABSORBANŢĂ - s-a descris modul de instalare şi configurare a programului

Procedura 2 - CONFIGURAREA SPECTROFOTOMETRULUI – a fost descris modul de configurare a spectrofotometrului

Procedura 3 - SETAREA ORDINII PORTURILOR – s-a descris modul de setare a porturilor în calculator pentru controlul şi achiziţia datelor prin cele 5 porturi seriale realizate pe 2 canale USB

Procedura 4 - MODUL DE OPERARE PE TEREN – s-a descris modul de operare în teren care conţine:

-          subprocedura de verificare a sistemului

-          subprocedura de achiziţie a datelor

-          subprocedura de extragere a datelor

-          subprocedura de filtrare a datelor

-          subprocedura de clustering pentru grafica componentelor principale după algoritm PLS (partial least squars – metoda parţială a celor mai mici pătrate)

Procedura 5 – MODUL DE LUCRU LA STAND – s-a descris modul de lucru, de prelevare manuală de eşantioane de sol şi de măsurare la stand (staţionar)

Procedura 6 – REGLAJE – s-au descris reglajele ce trebuie efectuate

Procedura 7 - ÎNTREŢINERE (MENTENANŢĂ) -  a fost descris modul de întreţinere a sistemului

Procedura 8 - MODUL DE ÎNLOCUIRE A TĂLPII BRĂZDARULUI – s-a descris înlocuirea efectivă

Procedura 9 - DEMONTAREA BRĂZDARULUI – s-a descris modul de demontare a brăzdarului

Procedura 10 - DEMONTAREA CASETEI SPECTROMETRULUI – s-a descris demontarea

Procedura 11 - PRELUCRAREA ŞI REPREZENTAREA DATELOR EXPERIMENTALE – s-a descris modul de prelucrare şi reprezentare a datelor experimentale

 

Prelucrarea şi reprezentarea datelor experimentale

Datele furnizate de programul de achiziţie cuplat cu spectrofotometru sunt depozitate în fişiere de tip bitstream (format binar) cu structură bine definită. Cu ajutorul programului Google Earth pe baza datelor achiziţionate în special de la GPS se poate reprezenta o parcela analizata  (fig. 13).

 

SFIG2

Fig. 13 Parcela (vedere de detaliu)

 

Structura de date cuprinde în general într-o înregistrare:

-       informaţii despre poziţia eşantionului de sol analizat (longitudine, latitudine, altitudine)

-       informaţii despre spectrul eşantionului reprezentat în 184 – 384 de puncte având în abscisă lungimea de undă în infraroşu apropiat (384 – 2200 nm) şi în ordonată intensitatea luminoasă măsurată prin reflexie. (fig. 14. De asemenea sunt achiziţionate temperatura şi umiditatea solului precum şi temperatura şi umiditatea carcasa spectrofotometrului.

Date la nivel de bitstream (bit) sunt extrase şi depozitate într-un fişier de tip text cu ajutorul unui program de extracţie. Utilizînd un algoritm de tipul PLS, datele brute sunt filtrate şi grupate în componente principale PC (1 – 10) componente care pot da elementele principale din sol prin corelarea cu spectre cunoscute.

Un exemplu de astfel de spectru este dat in fig. 14. Spectrul este obtinut pe un sol de tip brun-roscat de padure, din poligonul INMA.

 

 

Fig. 14 Spectrul unui esantion de sol, obtinut cu ajutorul spectrofotometrului cu care masina VERIES este echipata

 

In principiu, distributia spectrala de tipul celei din fig. 15 se pune in corespondenta cu proprietatile chimice si fizice ale unui esantion de sol de laborator sau ale solului din camp, intr-o locatie ale carei coordonate se dau. Aceasta distributie este sursa informatiilor care trebuie extrase: continutul de materie organica, continutul de carbon, fosfor, azot sau alte substante.

            O ultima faza a metodologiei a fost cea de intocmire a hartii distributiei in teren a componentei solului urmarită. Aceasta etapa se parcurge dupa algoritmi elementari de interpolare folosind eventual si programe GIS care permit crearea unor baze de date cu informatiile obtinute.

În concluzie, au fost furnizate coordonatele fiecarui punct de masurare si, pentru fiecare punct de masurare, există doua siruri numerice unidimensionale, unul reprezentand lungimea de unda a radiatiei din spectrul de absorbtie, iar celalalt intensitatea corespunzatoare fiecarei lungimi de unda.

            Ne situam acum in cazul in care avem sirurile de coordonate geodezice, latitudine, longitudine si altitudine, precum si concentratia unei substante oarecare. Pentru a putea folosi programe uzuale in scopul obtinerii distributiei concentratiei in teren, se trece de la coordonatele geodezice, la coordonatele rectangulare (carteziene) locale, de exemplu cu transformarile din (Dinescu, 1980) sau folosind programe care efectueaza trecerea dintr-un sistem de coordonate in altul (Total Transform de exemplu este gratuit, dar util pentru un numar mic de date).

            În fig. 16 - 17 sunt prezentate diferite tipuri de hărţi.

 

HFF

HSR0

Fig. 15 Harta distributiei componentei de intere in domeniul cartat. Datele de pe laturi sunt in m, iar datele componentei sunt adimensionale (concentratii)

Fig. 16 Suprapunere a hartii distributiei componentei de interes peste imaginea aeriana a parcelei

 

Fig. 17 Reprezentare prin bare a concentratiei in domeniul cartat

Fig. 18 Vedere de sus

 

Analiza erorilor de cartare

Sistemul informaţional pentru cartarea solurilor prin achiziţia datelor experimentale poate introduce erori. Principalele erori introduse în sistem se referă la:

-          Erorile datorate vitezei de deplasare a platformei mobile cu spectrofotometrul

-          Erorile datorate sistemului de poziţionare globală GPS

-          Erorile datorate eşantionării şi dispersiei datelor măsurate.

S-a arătat că unele erori sunt nesemnificative, iar altele sunt eliminate cu ajutorul metodei parţiale a celor mai mici pătrate.

 

CONCLUZII

-          Spectrofotometrul realizează măsurători de absorbanţă ale solului în mod continuu în timp ce se deplasează tractat pe suprafaţa unui teren agricol. Alternativ, aparatul poate fi setat în modul staţionar în laborator pentru a realiza măsurări de absorbanţă ale eşantioanelor (mostrelor).

-          Metoda de cartare conţine 11 proceduri care au fost verificate sau simulate. Procedurile simulate vor fi verificate şi pe cale experimentală cu ocazia etapelor următoare ale proiectului în special în faza de experimentare a sistemului.

-          Datele experimentale vor fi reprezentate prin hărţi ale compoziţiei solului în mod sugestiv din punct de vedere grafic (2D şi 3D) şi vor fi suprapuse peste imagini satelitare ale terenurilor cartate.

-          Hartile vor fi folosite de managerii de ferma pentru remedierea compozitiei chimice ale suprafetelor de sol cu deficiente, fie in totalitate, fie local, dupa cum indica hartile. De asemenea rezultatele oferite prin harti, vor putea fi integrate in fisele de bonitare ale terenurilor agricole sau vor putea fi folosite la prognoza necesarului de ingrasaminte sau a culturilor optimale in zona.