Image Classification: Practical Պատկերի դասակարգում. գործնական

Խնդրի եւ լուծվող առաջադրանքի համառոտ ներածություն

Պիստակի պատկերի դասակարգման ուսումնասիրության տարածքը «Under Sun» ընկերության ագարակում է, որը գտնվում է Հայաստանում: Այս բաժինը ներկայացնում է ուսումնասիրության տարածքը, ինչպես նաեւ առկա տեղեկատվությունը եւ տվյալների հավաքածուները:

Հայկական բարձրավանդակը մշակովի բույսերի ծագման կարեւոր կենտրոն է՝ համեմատաբար մեծ թվով վայրի ազգակիցներով, երկրում հանդիպող բազմաթիվ, ինչպես նաեւ էնդեմիկ տեսակներով: Տնտեսական նշանակություն ունեցող բազմազան բույսերի շարքում ընկուզային մշակաբույսերը հատուկ դեր են խաղում իրենց վայրի ձեւերի եզակի եւ միջտեսակային փոփոխականության շնորհիվ: Պիստակի՝ գրականության մեջ հիշատակվող եւ Հայաստանում աճող միակ վայրի տեսակը Pistacia mutica Fisch. & Mey-ն է (Pistacia atlantica Desf. subsp. mutica (Fisch. et C.A.Mey.) Rech.f. (Anacardiaceae)): Գիտական հետազոտությունները վկայում են, որ պիստակի մշակումը Հայաստանում սկսվել է դեռեւս հնագույն ժամանակներից: Մասրիկ հարթավայրում փորված հորատանցքերի կտրվածքների եւ Սեւանի միջլեռնային խոռոչի բնական մերկացումների երկրաբանահանքաբանական հետազոտությունների արդյունքները բացահայտել են պիստակ բույսերի տերեւների եւ մնացորդների հետքեր (ինչպես նաեւ լիանա, գիհի, կաղնի, հաճարենի, սոճի բույսերի մնացորդներ եւ հետքեր), որոնք թույլ են տալիս դրանք թվագրել որպես վերին սարմատական։

1970-ականներին Հայաստանի տարբեր շրջաններում հիմնադրվել են պիստակի այգիներ, որոնք զգալի հողապաշտպան առավելություններ ունեին։ Հիմնադրված տարածքները մինչ օրս պահպանվել են՝ չնայած դրանց անտեսված վիճակին։ «Under Sun» ընկերությունը վերականգնում է այդ տարածքների մի մասն՝ պիստակի տարբեր տեսակների տնկարաններ ստեղծելով։

Վերջին տարիներին Հայաստանում արդյունաբերական պիստակի այգիներ են հիմնադրվել Սյունիքի (10 հա), Արարատի (20 հա) եւ Արմավիրի (մոտավորապես 1000 հա) մարզերում։ Ինչպես նաեւ փոքր այգիներ Տավուշի եւ Կոտայքի մարզերում։

«Under Sun» ընկերությունը 2021 թվականին սկսեց պիստակի այգու հիմնումը 150 հեկտար տարածքի վրա: Այժմ տնկված ծառերի թիվը գերազանցում է 60000-ը: Որպես արմատակալ ընտրվել է «Պիստակի բնական» կամ «Վերա» տարբերակը, որը առավելագույնը հարմարեցված է տեղական կլիմայական պայմաններին: Դրա մասին են վկայում նախկինում տնկված գրեթե 50-ամյա պիստակի հողապաշտպան պուրակները: Այժմ ծառերը գտնվում են անընդհատ պատվաստման փուլում: Այգին հիմնված է 3.5 x 6 մ սխեմայի վրա՝ փոշոտողների 10% բաշխմամբ: Առաջին բերքն սպասվում է 2025-2026 թվականներին:

Ըստ հողատեսակների՝ տարածաշրջանը ներառում է ավազոտ, ավազակավային, կավավազային եւ կավային հողեր: Նախկինում հողերը չէին մշակվում, ուստի իրականացվել են խորը վերականգնման աշխատանքներ:

Ըստ հողի քիմիական կազմի՝ դրանք բնութագրվում են.

• օրգանական նյութերի, հումուսի շատ ցածր պարունակությամբ՝ չգերազանցելով 0.8%-ը:
• սննդարար նյութերի ցածր պարունակությամբ, բացառությամբ K-ի, որը որոշ դեպքերում հասնում է նվազագույն պահանջվող մակարդակի։
• բարձր pH-ով, որը հասնում է մինչեւ 9-ի։
• լուծված աղերի (EC) բարձր պարունակությամբ։

Պիստակի այգին հակված է որոշ հիվանդությունների, որոնք են՝

• սեպտորիա՝ արտահայտվում է տերեւների չորացմամբ եւ վաղ տերեւաթափությամբ,
• մոխրագույն բծավորություն՝ առաջանում է տերեւների բծավորություն,
• գանգուրացում՝ տերեւների վրա առաջացնում են դեղնաշագանակագույն բծեր,
• փոշոտ բորբոս՝ առաջացնում է սպիտակ բամբականման ծածկույթ,
• արմատային փտում՝ դրսեւորվում է արմատների սպիտակ կամ մոխրագույն ծածկույթով՝ հատկապես արմատային հանգույցում, եւ մեռած բջիջներով,
• վերտիցիլյոզի թառամումը դրսեւորվում է բույսի մասնակի կամ լրիվ չորացմամբ, չորացած ճյուղերի լայնական կտրվածքում կան ուժեղ արտահայտված սեւ նշաններ,
• ծաղկային բորբոս՝ արտահայտվում է երիտասարդ ճյուղերի եւ տերեւների չորացմամբ,
• բակտերիալ հիվանդություն՝ արտահայտվում է երիտասարդ ճյուղերի, տերեւների եւ այլ մասերի չորացմամբ,

Հաշվի առնելով նշված հիվանդությունները, կանխարգելիչ միջոցառումներ են նախատեսվում ողջ վեգետացիայի ընթացքում, որը ներառում է արմատային եւ արտարմատային մշակումներ: Բույսերի բնական իմունային համակարգի բարձրացումը պատշաճ սնուցման եւ պարարտացման միջոցով նույնպես կանխարգելիչ միջոցառում է։

Այս նպատակով, հաշվի առնելով այն միջավայրը, որտեղ բույսն աճում եւ զարգանում է, պարարտացման եւ սնուցման գործընթացներն իրականացվում են օրգանական նյութերի, ինչպիսիք են հումինաթթուները, ֆուլվոթթուները եւ ամինաթթուները, ինչպես նաեւ հանքային պարարտանյութերի եւ միկրոտարրերի միջոցով՝ քելացված միացությունների տեսքով։

Ճիշտ սնուցման եւ պարարտացման արդյունքում բույսերն ինտենսիվորեն աճում են, որը թույլ է տալիս բերք ստանալ 1-2 տարի շուտ։

Այգում նաեւ իրականացվում է մշտադիտարկում, որի ընթացքում նախատեսվում եւ իրականացվում են հետեւյալ խնամքի միջոցառումները՝

• ոռոգում՝ ըստ ծառի հնչյունաբանական փուլի, հողի տեսակի եւ կլիմայական պայմանների։
• մոլախոտերի դեմ պայքարն իրականացվում է մեխանիկական եւ քիմիական եղանակներով՝ հերբիցիդների կիրառմամբ։
• հողի մեխանիկական աշխատանքներ՝ փխրեցում, հարթեցում։
• կտրում եւ ձեւավորում՝ ըստ անհրաժեշտության։
• Այս պատմական տեղեկատվության հիման վրա, նախագծի հիմնական արդյունքը պիստակի մշակաբույսերի դաշտերը պատկերող քարտեզի պատրաստումն է, որը ներառում է անօդաչու թռչող սարքերի եւ արբանյակային վերջին պատկերների միջոցով տարածքի նույնականացումը, դասակարգումը եւ չափումը՝ հետագա վերլուծության համար։

Այս ուսումնասիրության նպատակն է ստեղծել մշակաբույսերի ճշգրիտ քարտեզ՝ օգտագործելով պատկերների դասակարգման տեխնիկա, հիմնվելով Երկրի դիտարկման արբանյակներից, անօդաչու թռչող սարքերից եւ գետնի սենսորներից ստացված տվյալների, այդ թվում՝ բջջային հեռախոսներով ստացված պատկերների վրա։

Բացի այդ, փորձարկման տարածքից տարբեր տվյալներ պահվել են ԵՏՀ-ում (ներառյալ Google Earth-ը)։ Օրինակ՝ տեղեկություններ հողի, պիստակի մշակաբույսերի տեսակների կամ սորտերի մասին։ Առկա են նաեւ յուրաքանչյուր մշակաբույսի դաշտի եւ դրա համապատասխան մշակաբույսի տեսակի համար բազմանկյունային (պոլիգոնային) սահմանները։ Այս ուսումնասիրության մեջ առկա տեղեկատվությունը կարող է օգտագործվել.

• արբանյակային պատկերի դասակարգման համար ուսուցման դաշտի ընտրության,
• նախնական գիտելիքների արդյունահանման,
• վերջնարդյունքների ստուգման համար:

Դիտողություն. Կիրառվող տվյալների եւ/կամ տեղեկատվության մեջ առկա ցանկացած սխալ կարող է ազդել վերջնարդյունքների վրա։

Գործնական պարապմունքների անցկացում. պատկերների, շերտերի ընտրություն եւ տվյալների պատրաստում.

• Սահմանել տեղեկատվության նկատմամբ պահանջները։
• Առաքելության պլանավորում՝ որակյալ տվյալների ձեռքբերումը, մշակումը եւ վերլուծությունն ապահովելու համար։ Քննարկել տեխնիկական մասնագետների հետ գործողություններին առնչվող սահմանափակումներն եւ բարդությունները։
• Արբանյակային պատկերների եւ հարթակների աճող արխիվին մուտք գործելը, մասնավորապես Sentinel-2 տվյալներին։
• Փորձարկումների համար հույժ կարեւոր տվյալների հավաքածուների ընտրություն. պատկերների մշակումը եւ մեկնաբանությունը հեշտացնող նոր գործիքների առկայությունը, ներառյալ Երկրի դիտարկման տվյալների ընտրության, վիզուալիզացիայի, վերանայման եւ վերլուծության լավարկված գործառույթները։
• Երկրի դիտարկման արբանյակային պատկերների մշակումը, շերտերի ընտրությունը, ամպերի քողարկումը եւ պատկերի բարելավումը։
• QGIS վարժություններ եւ Sentinel-2 արբանյակային պատկերների ներբեռնում։ Copernicus Data Space Ecosystem Browser-ը ծառայում է որպես կենտրոնական հանգույց՝ Copernicus Sentinel համաստեղություններից ստացված Երկրի դիտարկման եւ շրջակա միջավայրի տվյալների ծավալ մուտք գործելու, ուսումնասիրելու եւ օգտագործելու համար։ Sentinel-2 բազմասպեկտր պատկերները ներբեռնելու համար տե՛ս Copernicus տվյալների տարածքի հետեւյալ ձեռնարկը. https://documentation.dataspace.copernicus.eu/Applications/Browser.html

Պատկերի դասակարգման գործնական վարժությունների կատարում՝ ընտրված տվյալներին կիրառմամբ.

• Հատկանիշների ընտրություն,
• Հեռազննման ինդեքսներ,
• Պատկերի վերահսկելի դասակարգում (օբյեկտների դասեր եւ ուսուցման հավաքածուի ընտրություն, առավելագույն հավանականություն),
• Խմբավորում եւ պատկերի անվերահսկելի դասակարգում,
• QGIS վարժություններ եւ գործնական օրինակներ. անհրաժեշտ է սովորել ստեղծել ուսուցման նմուշներ, իրականացնել դասակարգում, գնահատել դասակարգման ճշտությունը եւ կիրառել այս հմտությունները գործնական ուսումնասիրություններում։

Ստեղծել պատկերի դասակարգման, պիստակի այգիների/ծառերի տարածքների ժամանակի ընթացքում դրանց փոփոխությունների գնահատման համար անկախ, հուսալի եւ հետեւողական կարիքների ձեւավորում հաշվետվողականության մեջ՝ մարզային, ֆերմերային եւ հողամասային մակարդակներում.

• ճշտության գնահատում,
• սխալների քարտեզների ստեղծում եւ տարբերությունների գնահատում,
• վերահսկելի եւ անվերահսկելի արդյունքների համեմատություն։

Գիտելիքների վրա հիմնված դասակարգում կատարելու նպատակով պիստակի աճեցնողների հետ համագործակցություն

Պիստակի սաղարթի բարձրության, երկարության եւ լայնության չափումներ. տվյալների հավաքումը նախընտրելի է լինի նվազագույն եւ հիմնված վարկածների վրա, որոնք հիմնավորվում են տվյալների հավաքման եւ մշակման, ինչպես նաեւ հատկանիշների արտահանման հատկանիշներով։ RGB, խորության տեսախցիկը կամ անօդաչու թռչող սարքը կնվազեցնեն աշխատանքի ծավալը եւ կբարելավեն անհրաժեշտ տվյալների հուսալիությունը։