જ્યારે વિશ્વમાં ખેતીની વાત કરવામાં આવે ત્યારે આજની ખેતી નિયમિતપણે અત્યાધુનિક તકનીકોનો ઉપયોગ કરે છે જેમ કે રોબોટ્સ, તાપમાન અને ભેજ માપક વિભિન્ન સેન્સરો, અવકાશી ફોટો અને જીપીએસ તકનીકો.
‘ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગ’ ખેતીના વિવિધ પરિબળોનો અંદાજ માપવા માટેની નવીનતમ અદ્યતન ટેકનોલોજી બની રહી છે. આ ટેક્નોલોજી ખેડૂતોને પાકની વૃદ્ધિને પ્રભાવિત કરતા વિવિધ પરિબળો પર સચોટ અને વિશ્વસનીય ડેટા(માહિતી) પ્રદાન કરે છે.
અત્યંત સરળ શબ્દોમાં ઑપ્ટીકલ ઈમેજ સેન્સીંગ એટલે, “અત્યાધુનિક ઉપકરણોએ પાડેલા ફોટાની મદદથી ખેતીને લગતા વિવિધ પરિબળોની જાણકારી મેળવવી”, આ ઉપકરણો એટલે અવનવા કેમેરા, કેમેરા વાહક ઉપકરણો તથા પાડેલા ફોટાઓમાંથી ઉપયોગી માહિતી શોધી કાઢતા વિભિન્ન સોફ્ટવેર. આવા ખેતીને લગતી ઉપયોગી માહિતીને પકડી પાડતા કેમેરાને વૈજ્ઞાનીક ભાષામાં ‘ઑપ્ટીકલ સેન્સર’ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે.
દૂરથી લેવાયેલ પ્રકાશમાંથી માહિતી શોધી કાઢતી આ પ્રણાલીને રિમોટ સેન્સીંગ તરીકે ઓળખવામાં આવે છે. રિમોટ સેન્સીંગ, વિનામૂલ્યે ઉપલબ્ધ ઉપગ્રહી ઈમેજો કે પછી ડ્રોન પર લગાવાયેલ સેન્સરથી લેવાયેલ ઈમેજો, બેમાંથી કોઈનો પણ ઉપયોગ કરી શકે છે.
ઑપ્ટીકલ સેન્સર શું છે?
ઑપ્ટીકલ સેન્સર એ એવા ઉપકરણો છે જે દૃશ્યમાન પ્રકાશ અથવા ઇન્ફ્રારેડ રેડિયેશનનો ઉપયોગ વિવિધ કૃષિ પરિબળોની હાજરીને શોધવા માટે કરે છે. ઑપ્ટીકલ સેન્સરના પરંપરાગત સેન્સર તકનીકો પર ઘણા ફાયદા છે. તેઓ વધુ સંવેદનશીલ હોય છે અને વિવિધ વાતાવરણમાં ઉપયોગ કરી શકાય છે.ઉપગ્રહ દ્વારા મેળવેલ ફોટાઓ પરથી રાજ્યમાં થનાર મોસમી પાકના ઉત્પાદનની સચોટ આગાહી કરવી, આ ઑપ્ટીકલ ઈમેજ સેન્સીંગનું એક સામાન્ય ઉદાહરણ છે.
ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો કાર્ય સિદ્ધાંત પ્રકાશના શોષણ અને પરાવર્તન પર આધારિત છે. જ્યારે પ્રકાશ કોઈ વસ્તુ સાથે અથડાય છે, ત્યારે તેનો અમુક ભાગ શોષાય છે, અને અમુક ભાગ પરાવર્તિત થાય છે. પ્રતિબિંબિત પ્રકાશની માત્રા વસ્તુની સપાટીના ગુણધર્મો પર આધારિત છે. આ પ્રતિબિંબિત પ્રકાશની તીવ્રતાને માપીને, ઑપ્ટીકલ સેન્સર વસ્તુના ગુણધર્મોની હાજરી અથવા ગેરહાજરી નક્કી કરી શકે છે. ખેતીમાં ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો કાર્યકારી સિદ્ધાંત છોડના પાંદડામાંથી પ્રતિબિંબિત થતા પ્રકાશની માત્રાને માપવાનો છે. જેટલો વધુ પ્રકાશ પ્રતિબિંબિત થાય છે તેટલો છોડ સ્વસ્થ છે.
ખેતીમાં ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગના ઉપયોગો
• ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો ઉપયોગ જમીનમાં ભેજનું સ્તર મોનીટર કરવાથી લઈને પાકમાં જીવાતો અને રોગોને શોધવા સુધીના વિવિધ કાર્યોમાં થઈ શકે છે. • તેનો ઉપયોગ પાકની તંદુરસ્તી અને સ્વસ્થતાનું મૂલ્યાંકન કરવા માટે થાય છે, જે પાકને લગતી સમસ્યાઓની વહેલી શોધ માટે મહત્વપૂર્ણ છે. • તેનો ઉપયોગ પાકને મેપ કરવા અને ઉપજ ડેટાને ટ્રેક કરવા માટે થઈ શકે છે, જે રાજ્યમાં કે ગામમાં આગામી પાકના ઉત્પાદનની આગાહી કરવામાં ઉપયોગી નીવડે છે. • તેઓ પ્રકાશ મેળવતા છોડની સંખ્યાને માપી શકે છે, જે પ્રકાશસંશ્લેષણ માટે મહત્વપૂર્ણ છે. • સિંચાઈના સમયપત્રક માટે જમીનમાં ભેજનું નિરીક્ષણ કરવામાં પણ મહત્વપૂર્ણ છે. • તેનો ઉપયોગ વાસ્તવિક સમયમાં પાકની ઉપજને મોનીટર કરવા માટે થઈ શકે છે, જે ખેડૂતો અને કૃષિશાસ્ત્રીઓ માટે સમાન રીતે મહત્વપૂર્ણ છે.
• ઑપ્ટીકલ સેન્સર્સને પાક અથવા જમીન સાથે સંપર્કની જરૂર નથી, જેનો અર્થ છે કે તેઓ છોડને કોઈ પણ રીતે નુકસાન પહોંચાડતા નથી. પરંપરાગત સેન્સર પર આ એક મોટો ફાયદો છે, જેમ કે પરંપરાગત જમીનની ભેજ ચકાસણી છોડના મૂળને નુકસાન પહોંચાડી શકે છે. • ઑપ્ટીકલ સેન્સર વધુ સચોટ હોય છે, જે ખેડૂતોને ત્વરિત માહિતી પ્રદાન કરે છે જેનો ઉપયોગ પાક વ્યવસ્થાપન વિશે માહિતગાર નિર્ણયો લેવા માટે થઈ શકે છે. • વધુમાં, ઑપ્ટીકલ સેન્સર જાળવણી અને સંચાલન માટે ઓછા ખર્ચાળ છે, જે તેમને લાંબા ગાળાના ઉપયોગ માટે વધુ ટકાઉ વિકલ્પ બનાવે છે. • ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો ઉપયોગ વિશાળ વિસ્તાર પર પાકને મોનીટર કરવા માટે કરી શકાય છે, જે તેમને મોટા વિસ્તારમાં વધુ કાર્યક્ષમ બનાવે છે. • તેઓ કુદરતી ઇકોસીસ્ટમને વધુ પડતી ખલેલ પહોંચાડ્યા વિના પાક અને તેમના પર્યાવરણ વિશે ડેટા એકત્રિત કરવાની બિન-આક્રમક રીત પ્રદાન કરે છે.
ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગ કેવી રીતે રાજ્યના ખેડૂતોને મદદરૂપ બનશે?
પાકમાં ઑપ્ટીકલ સેન્સર લાગુ કરવાથી ખેડૂતોના પાક સંચાલનમાં ક્રાંતિ આવી શકે છે. આ ટેક્નોલોજીના કેટલાક મહત્વના ઉદાહરણો અહીં ચર્ચ્યા છે. પાકમાં જીવાત અને રોગ નિયંત્રણ માટે ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગ પાકમાં જીવાત અને રોગ નિયંત્રણ માટે વિવિધ ઑપ્ટીકલ સેન્સર લાગુ કરી શકાય છે. ઑપ્ટીકલ સેન્સર જંતુઓ અથવા રોગોની હાજરી શોધી શકે છે અને ઉપદ્રવ અથવા ચેપની તીવ્રતાનું નિરીક્ષણ કરી શકે છે. ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો ઉપયોગ ખેતરની અંદર જંતુઓની હિલચાલને ટ્રેક કરવા માટે પણ થઈ શકે છે, જ્યાં તેઓ સૌથી વધુ સક્રિય છે તે વિસ્તારોને ઓળખવામાં મદદ કરે છે.
આ પ્રકારની સીસ્ટમ દૂરથી ખેતરની સપાટીના દૃશ્યમાન અથવા ઇન્ફ્રારેડ પ્રકાશનો ઉપયોગ કરે છે.
રિમોટ સેન્સીંગ સીસ્ટમ દ્વારા લેવામાં આવેલી તસવીરોનું પૃથ્થકરણ કરીને સમય જતાં પાકના સ્વાસ્થ્યમાં થતા ફેરફારોને શોધી શકાય છે. આ માહિતીનો ઉપયોગ ખેતરના એવા વિસ્તારોને ઓળખવા માટે કરી શકાય છે જ્યાં પાકને જીવાતો અથવા રોગોથી સૌથી વધુ જોખમ હોય છે.અન્ય પ્રકારના ઑપ્ટીકલ સેન્સર જેનો ઉપયોગ જંતુ અને રોગ નિયંત્રણ માટે થઈ શકે છે તે અલ્ટ્રાવાયોલેટ (યુ.વી.) સેન્સર છે. આ સેન્સરનો ઉપયોગ અમુક પ્રકારની ફૂગની હાજરીને શોધવા માટે કરી શકાય છે જે પાકના રોગોનું કારણ બને છે. યુ.વી. સેન્સરનો ઉપયોગ હવામાં ફૂગના બીજકણના સ્તરને મોનીટર કરવા માટે પણ થઈ શકે છે, જે ખેડૂતોને રોગોના ફેલાવાને રોકવા માટે પગલાં લેવામાં મદદ કરી શકે છે.જમીન અને પાકમાં પાણીની હાજરી શોધવા ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગ
પાણીની અછત વાળા પાકની ઓળખાણ
ઑપ્ટીકલ ઇમેજિંગ જમીનમાંથી પ્રતિબિંબિત થતા પ્રકાશને માપીને કેટલું પાણી કે ભેજ હાજર છે તે નક્કી કરી શકે છે. કેટલાક કિસ્સાઓમાં, ઑપ્ટીકલ સેન્સર આપમેળે સિંચાઈ પ્રણાલીને સમાયોજિત કરી શકે છે, તેથી છોડને યોગ્ય માત્રામાં પાણી મળે છે. આનો ઉપયોગ સિંચાઈ પ્રણાલીને શ્રેષ્ઠ બનાવવા અને પાણીનો વપરાશ ઘટાડવા માટે થઈ શકે છે.
ઑપ્ટીકલ સેન્સર જમીનને ખલેલ પહોચાડ્યા વગર ઝડપથી અને સરળતાથી જમાવી શકાય છે, જે તેમને મોટા વિસ્તારમાં ખેતરોની માહિતી લેવા માટે આદર્શ બનાવે છે. તેઓ જે ડેટા આપે છે તેનો ઉપયોગ સિંચાઈના સમયપત્રક, ખાતરનો ઉપયોગ અને પાક ઉત્પાદનના અન્ય પાસાઓને ઑપ્ટીમાઇઝ કરવા માટે થઈ શકે છે. વધુમાં, ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો ઉપયોગ માટીના કાર્બન સ્તરને મોનીટર કરવા માટે પણ થઈ શકે છે.
ખારી અને ભાસ્મિક જમીનની ઓળખાણ મેળવવા ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગ
ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગની મદદથી જમીનની ખારાશનો અંદાજ પણ હવે લગાવી શકાય છે.
જુનાગઢ કૃષિ યુનિવર્સીટીમાં થઈ રહેલ અભ્યાસનું ઉદાહરણ: જૂનાગઢ કૃષિ યુનિવર્સીટી ખાતે ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગ દ્વારા ખારી જમીન તથા જમીનમાં રહેલ ભેજની ઓળખાણ વિષે સંશોધન થયેલ છે, જે આ પ્રણાલીના ઉપયોગનું એક સચોટ ઉદાહરણ પૂરું પડી શકે છે.
આ સંશોધનમાં દેવભૂમિ દ્વારકા જિલ્લાના ૨૦૦ જેટલા સ્થળો પર લેવાયેલ જમીનના નમુનાઓની ખારાશ, પીએચ તથા જમીનમાં રહેલ ભેજની માપણી કરવામાં આવી. ત્યારબાદ ઉપગ્રહમાંથી વિનામૂલ્યે મેળવેલ ઑપ્ટીકલ ઇમેજીસ ઉપરથી આ ત્રણ પરિબળો સાથેનો સંબંધ વિકસાવવામાં આવ્યો. આ વિકસિત સીસ્ટમની મદદથી હવે દ્વારકાના દરિયાકાંઠાના તાલુકાઓમાં જમીન નમૂના લીધા વિના માત્ર ઑપ્ટીકલ ઇમેજીસ વડે આ પરિબળોનો અંદાજ લગાવી શકાશે.
દેવભૂમિ દ્વારકા જિલ્લામાં લેવાયેલ ખારાશ અને ભેજના જમીન નમૂનાના સ્થળો
ભારતીય ખેડૂતોમાં ઑપ્ટીકલ સેન્સર હજુ પ્રમાણમાં નવા છે, પરંતુ ઘણી કૃષિ ક્ષેત્રની કંપનીઓ પહેલેથી જ આ ટેક્નોલોજી પર આધારિત ઉત્પાદનો અને સેવાઓ પ્રદાન કરે છે. આ પ્રણાલીઓને ખેડૂતલક્ષી સરળ બનાવવા પર ઘણા સંશોધનો થઈ રહ્યાં છે જે કૃષિ ઉત્પાદન પ્રણાલીની કાર્યક્ષમતા અને ટકાઉપણામાં નોંધપાત્ર સુધારો કરી શકે છે.
પાકના વીમા અને પાકના ઉત્પાદનનો અંદાજ કાઢવા
પ્રાકૃતિક આપદાથી ખરીફ પાકમાં ખેડૂતોને દરવર્ષે નુકશાન થાય છે. જે માટે પાક વીમા યોજનાઓ અમલમાં છે જ, પરંતુ પાકના વીમાની ગણતરી ગામદીઠ કરવી તથા દરેક અસરગ્રસ્ત ખેડૂતને પાક વીમાનો યોગ્ય લાભ મળી રહે એ માટે બહુ મોટાપાયે સર્વે હાથ ધરવા પડતા હોય છે.
આ જટિલ સમસ્યાને સરળ તથા અનેક ગણી ઝડપી બનાવવા ઑપ્ટીકલ ઇમેજિંગ નો સહારો હવે સરકાર અને ખાનગી વીમા કંપનીઓ પણ લેવા જઈ રહી છે. આ પ્રક્રિયામાં વનસ્પતિ સૂચકાંકોનો ઉપયોગ કરવામાં આવે છે. વનસ્પતિ સૂચકાંકો એ પ્રતિબિંબિત પ્રકાશ બેન્ડના ગાણિતિક સંયોજનો છે જેનો ઉપયોગ ખેતરમાં વનસ્પતિના જથ્થાને માપવા માટે થાય છે. આ સૂચકાંકોનો ઉપયોગ પાકની ઉપજ તેમજ પાકની તંદુરસ્તીનો અંદાજ કાઢવા માટે કરી શકાય છે.
આ માહિતીનો ઉપયોગ પાક વીમા ચૂકવણીની ચોકસાઈ સુધારવા અને ખેડૂતોને તેમના પાક વિશે વધુ સારા નિર્ણયો લેવામાં મદદ કરવા માટે થશે. ઑપ્ટીકલ ઇમેજિંગ અસરગ્રસ્ત ખેડૂતના ખેતરના પુરાવા સમાન બની રહેશે.
ઑપ્ટીકલ સેન્સર્સનો ઉપયોગ કરવા માટે સામાન્ય માર્ગદર્શિકા
૧. સેન્સરનો પ્રકાર નક્કી કરો જે આપની જરૂરિયાતોને શ્રેષ્ઠ રીતે અનુરૂપ હશે. બજારમાં ઘણા ઑપ્ટીકલ ઇમેજિંગ સેન્સર ઉપલબ્ધ છે. કૃષિમાં ઉપયોગમાં લેવાતા ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો સૌથી સામાન્ય પ્રકાર ‘ફોટોડાયોડ’ છે. ફોટોડાયોડ નાના, સસ્તા અને ઉપયોગમાં સરળ છે. કૃષિમાં વપરાતા અન્ય ઑપ્ટીકલ સેન્સરમાં ઇન્ફ્રારેડ, અલ્ટ્રાવાયોલેટ અને હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ સેન્સરનો સમાવેશ થાય છે.
ઑપ્ટીકલ સેન્સરનો પ્રકાર ખેતીમાં ઉપયોગ
ફોટોડાયોડ પ્રકાશની તીવ્રતા તથા પાકની ઊપજનો અંદાજ કાઢવા
ઇન્ફ્રારેડ જમીનમાં ભેજનું પ્રમાણ તથા છોડમાં પાણીની અછત માપવા અને જમીનનું તાપમાન માપવા
અલ્ટ્રાવાયોલેટ પાકમાં જીવાતો અને રોગોને શોધવા
હાઇપરસ્પેક્ટ્રલ પાકમાંથી નીંદણને ઓળખવા, પાકના આરોગ્યનું મૂલ્યાંકન કરવા અને પર્યાવરણીય પરિસ્થિતિઓનું નિરીક્ષણ કરવા
૨. સેન્સરને સ્થિર પ્લેટફોર્મ પર માઉન્ટ કરો - મોટાભાગના ઑપ્ટીકલ ક્રોપ સેન્સર યોગ્ય રીતે કાર્ય કરવા માટે સ્થિર પ્લેટફોર્મ પર માઉન્ટ થયેલ હોવા જોઈએ. આ પ્લેટફોર્મ એક ત્રિપાઈ, માંચડો/ફ્રેમ અથવા ઉડતું ડ્રોન પણ હોઈ શકે છે.
૩. ઉત્પાદકની સૂચનાઓ અનુસાર સેન્સર સેટ કરો - એકવાર સેન્સર માટે શ્રેષ્ઠ સ્થાન નક્કી કરી લીધા બાદ તેને યોગ્ય રીતે સેટ કરવા માટે ઉત્પાદકની સૂચનાઓને અનુસરો. આમાં સામાન્ય રીતે સેન્સરનું માપાંકન અને વિસ્તારની સ્થિતિ વિશે મૂળભૂત માહિતી દાખલ કરવાની હોય છે.
૪. અંતે, સેન્સરમાંથી ડેટા કેવી રીતે એકત્રિત કરવા તે નક્કી કરવું. વાયરલેસ ડેટા કલેકશન, ઈથરનેટ ડેટા કલેક્શન અને યુએસબી ડેટા કલેક્શન સહિત આ અલગ અલગ રીતો છે. ચોક્કસ જરૂરિયાતો માટે યોગ્ય પદ્ધતિ પસંદ કરો.
૫. નિયમિતપણે ડેટા એકત્રિત કરો અને ફેરફારો માટે મોનીટર કરો - જરૂરિયાતોને આધારે, સેન્સરમાંથી દરરોજ અથવા અમુક પરિસ્થિતિઓ બદલાય ત્યારે જ ડેટા એકત્રિત કરી શકે છે (જેમ કે તાપમાન અથવા વરસાદ આધારીત). ડેટાને નિયમિતપણે મોનીટર કરવાથી પાકના વલણો અને સંભવિત સમસ્યાઓને વહેલી તકે શોધવામાં મદદ મળશે.
નિષ્કર્ષ
ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગનો ઉપયોગ સુરક્ષા, ઓટોમોટિવ અને ઔદ્યોગિક સિસ્ટમો સહિત વિવિધ એપ્લિકેશન્સમાં વર્ષોથી થાય છે. હવે, તેનો ઉપયોગ ખેતીમાં મહત્વપૂર્ણ બન્યો છે. આ પ્રણાલીનો ઉપયોગ છોડના વિવિધ પરિમાણોને માપવા માટે થઈ શકે છે. આ ટેક્નોલોજી ખેતરથી લઈને મોટા વિસ્તારમાં પણ ઉપયોગી છે. વધુમાં, ઑપ્ટીકલ સેન્સર રીઅલ-ટાઇમ ડેટા પ્રદાન કરી શકે છે જેનો ઉપયોગ સિંચાઈ, જમીન અને જંતુ વ્યવસ્થાપન વિશે નિર્ણયો લેવા માટે થઈ શકે છે.
એકંદરે, ઑપ્ટીકલ ઇમેજ સેન્સીંગ ટેક્નોલોજી રાજ્યના ખેડૂતો માટે વરદાનરૂપ છે. ખેડૂતોને તેમના પાક અને જમીનનું વધુ સચોટ નિરીક્ષણ કરવામાં મદદ કરીને, તેઓની ઉપજમાં સુધારો કરી શકે છે અને બગાડ ઘટાડી શકે છે.
Share your comments