# חקלאות מדייקת, מהחלל

> במקום להשקות, לדשן ולהדביר את השטח החקלאי על פי הערכה של הצורך הממוצע, כפי שנעשה בעבר, חיישנים ומערכת מחשוב יוכלו לתת מידע מדויק שיאפשר טיפול מיטבי בתוצרת טל ענבר. המאמר פורסם בגליון יוני 2008 של כתב העת גלילאו דמיינו לעצמכם חקלאי: קם השכם בבוקר, יוצא אל שדותיו רכוב על טרקטור, עמל במשך שעות ארוכות תחת השמש היוקדת בקיץ והגשם בחורף, ובעמל רב מוציא את פרנסתו מהקרקע, לאחר חריש, זריעה, דישון,…

- Canonical: https://www.hayadan.org.il/exactly-agriculture-2907083
- Author: טל ענבר
- Published: 2008-07-29T00:07:48+03:00
- Modified: 2008-06-28T00:52:54+03:00
- Sections: הלווין ונוס, לוויינים לחקר כדור הארץ
- Topics: הלוויין ונוס, חקלאות, חקלאות מדייקת, לווייני צילום, לוויני ניווט, לשכת המדען הראשי

## Article

במקום להשקות, לדשן ולהדביר את השטח החקלאי על פי הערכה של הצורך הממוצע, כפי שנעשה בעבר, חיישנים ומערכת מחשוב יוכלו לתת מידע מדויק שיאפשר טיפול מיטבי בתוצרת טל ענבר. המאמר פורסם בגליון יוני 2008 של כתב העת גלילאו דמיינו לעצמכם חקלאי: קם השכם בבוקר, יוצא אל שדותיו רכוב על טרקטור, עמל במשך שעות ארוכות תחת השמש היוקדת בקיץ והגשם בחורף, ובעמל רב מוציא את פרנסתו מהקרקע, לאחר חריש, זריעה, דישון, הנחת קווי מים, הדברת מזיקים - שעות על גבי שעות במשך השנה כולה. רגע, הרי אנו במאה ה-21. נשוב ונדמיין את החקלאי שלנו: קם בשעת בוקר מאוחרת, קורא עיתון, שותה קפה, ומציץ בצג המחשב שלו. לאחר עיון באתרי חדשות, הוא קורא את העדכונים האחרונים מהשטחים החקלאיים שאותם הוא מעבד: מה מצב הלחות בקרקע, מה מצב הצמחים, האם יש אזורים המגלים סימני מחלה? הוא מקבל גם עדכון על מערכת ההשקיה הממוחשבת, מצב הדשן במכלים ותחזית מזג אוויר מעודכנת ליממה הקרובה. חישה מרחוק חישה מרחוק היא היכולת ליצור מידע על סמך דימות (Imaging) של האטמוספרה, המים, הקרקע, המסלע, החי, הצומח והסביבה הבנויה. תמונות הדימות מיוצרות לפי קרינה אלקטרומגנטית (בתצלומי לוויין של כדור-הארץ בדרך-כלל בתחום האור הנראה, האינפרה-אדום והרדיו) המגיעה לחיישנים לאחר שהוחזרה מפני השטח או פוזרה מחלקיקים המצויים באטמוספרה. הרגישות של החיישנים לקרינה באורכי גל שונים מאפשרת יצירת תמונות מורכבות ולימוד התנאים השונים באזור הנסקר. פענוח המידע הדרוש למשתמש נעשה תוך שימוש במודלים פיזיקליים וסטטיסטיים המקשרים בין תכונות פני השטח ותכונות הקרינה המופצת מהם, ועל בסיס המאפיינים המרחביים (צורה, דגם) של התופעות והעצמים בפני השטח. החישה מרחוק מיושמת בתחומים רבים, ובהם מעקב אקלימי וסביבתי, ביטחון ומודיעין, מיפוי, מעקב אחר איכות הסביבה, פיתוח תשתיות מלאכותיות ועוד. לאחר סיום ארוחת הבוקר נוסע החקלאי אל השדה, ומגיע ישירות לאזורים שבהם נוכחותו נדרשת. ליד שיח אחד הוא מתקן את זווית הטפטפת, ליד אחר הוא נוטל דגימת קרקע לבדיקת מעבדה. בחלקה סמוכה הוא מוסיף דשן למכל, וכן הלאה. נשמע דמיוני? לא ממש. זוהי, בתמצית, משמעותה של מהפכת ה"חקלאות המדויקת" (Precision Farming). חקלאות מדויקת עושה שימוש במגוון חיישנים - קרקעיים, אוויריים וחלליים. בטור זה נפנה את תשומת הלב אל המרכיב החללי בחקלאות המדויקת ואל הפוטנציאל הטמון בו. בחקלאות המסורתית, המוכרת לכולנו, הצמחים במטע או בשדה זוכים לטיפול - השקיה, הדברה או דישון - על פי הערכה של הצורך הממוצע: הרי בהכרח ישנם עצים הזקוקים ליותר מים ואחרים הזקוקים לפחות, צמחים נגועים יותר במזיקים ואחרים שנוגעו פחות, וכן הלאה, אך הטיפול ניתן בצורה אחידה למדי לשדה או למטע כולו. החקלאות המדויקת משלבת חיישנים שונים ומערכת מחשוב, המסייעת בקבלת ההחלטות ובביצוען, לשם טיוב מרבי של התוצרת החקלאית, חיסכון במשאבים ושמירה על איכות הסביבה. הרכיב החללי של חקלאות מדויקת חקלאות מדויקת עושה, כאמור, שימוש במגוון אמצעי חישה, מתחת לקרקע ועליה, בכלי טיס ובלוויינים. המרכיב החללי של החקלאות המדויקת כולל היבטים אחדים: * GPS/DGPS: מערכת האיכון הגלובלית (GPS) היא מערכת לוויינים אמריקנית, המאפשרת זיהוי מיקום עצמי. מסלול הלוויינים הוא כזה שבכל מקום על פני כדור-הארץ אפשר לקלוט לפחות 3 לוויינים, המאפשרים למַקלֵט, ומכאן - למשתמש, למצוא את נקודת הציון שלו ברמת קו רוחב וקו אורך. לרוב אפשר לקבל מידע מ-4 לוויינים (ויותר), וכך למצוא גם את הגובה מעל פני הים. דיוק המערכת (בשימוש האזרחי שלה) הוא 5-15 מ'. על רקע הצורך בדיוק גבוה יותר בתחומים רבים (ובהם חקלאות), פותח ה-DGPS . הרעיון הוא למדוד את חוסר הדיוק (להלן: השגיאה) בנתוני ה-GPS על-ידי קבלת קריאה בנקודה ידועה ומדודה. השגיאה משודרת למקלט נוסף ב-GPS ונגרעת מהמדידה הסטנדרטית המתקבלת בו. בחקלאות מדויקת נפוץ תיקון דיפרנציאלי לרמת דיוק של מטר אחד. יחד עם זאת, אפשר להגיע לדיוק גבוה יותר (של סנטימטרים), וזאת לצרכים כגון ניהוג אוטומטי של כלים חקלאיים ומערכות טפטוף. * חישה מרחוק: איסוף מידע על הגידול וסביבתו באמצעות חיישנים המורכבים על כלי טיס ולוויינים. ברמה הבסיסית אפשר להיעזר בתצלומי אוויר באור נראה לשם איתור הבדלים בין הצמחים על בסיס זיהוי הבדלים בצבע. ברמה גבוהה יותר, אפשר לפתח מודלים על בסיס הבדלים ספקטרליים בין תופעות שונות בשדה. * מערכות מידע גאוגרפי (GIS): מיפוי הנתונים מבוסס על הנחות גאוסטטיסטיות, שעל בסיסן מתבצעת אינטרפולציה בין הנתונים הבדידים הנאספים בשדה. פעולה זו אפשרית בתוכנות זולות יחסית (מאות דולרים), הנמכרות, בדרך-כלל, יחד עם אמצעי איסוף המידע. תוכנות אלו מאפשרות בנייה וניתוח של מסד נתונים גיאוגרפי. הבסיס למסד הנתונים הוא הממד הגיאוגרפי, המשותף לכל הנתונים הנאספים מאותו השטח. מעקב חללי אחר גידולי שדה המפתח לחישה מרחוק (Remote Sensing) באמצעות לוויינים, שתיושם בחקלאות, הוא אמצעי חישה מולטי-ספקטרלי - כלומר תצפית במגוון אורכי גל (בעתיד נראה לוויינים היפר-ספקטרליים, שיסקרו באלפי אורכי גל שונים). חישה-מרחוק זו תאפשר מגוון גדול של יישומים לחקלאות, עד רמת זיהוי בעיות בעץ בודד או בשורה יחידה בשדה ענקי. חישה מרחוק באמצעות לוויין תאפשר לחקלאי לקבל מידע על היבטים רבים של הגידולים, כגון תכולת כלורופיל (היכולה להצביע על עקת חנקן), תכולת חומר אורגני בקרקע, רמת זרחן בקרקע ומיפוי יבולים. השימוש הראשון בלווייני חישה מרחוק לצורכי חקלאות הסתמך על סדרת לווייני Landsat, ששיגרה סוכנות החלל האמריקנית, נאס"א, ואשר הגישה למידע מהם היתה פתוחה לכל מי שחפץ בכך. יישום חלקי של יכולות הלוויינים לחקלאות נעשה במדינות רבות, באירופה, בארצות-הברית וגם בישראל; עם זאת, יש להדגיש שהלוויינים מהדור הראשון היו מוגבלים ביכולותיהם, וכן לא שוגרו במיוחד למטרות חקלאיות.  הנקודה הישראלית: הלוויין ונוס "ונוס" הוא מיזם משותף לישראל ולצרפת, ומהותו - פיתוח והפעלה של לוויין בעל מצלמה מולטי-ספקטרלית למטרות מחקריות שונות. השותפות הראשיות למיזם הן סוכנות החלל הישראלית וסוכנות החלל הצרפתית (CNES). הלוויין אמור להיות משוגר לחלל במהלך 2010-11. למימון הפרויקט בישראל אחראית ממשלת ישראל באמצעות משרד המדע והטכנולוגיה והמדען הראשי במשרד המסחר והתעשייה, בהשתתפות תעשיות חלל מובילות בישראל (ובהן התעשייה האווירית, רפאל ואל-אופ, מפתחת המצלמה של הלוויין). צרפת מממנת חלק ניכר של המיזם באמצעות סוכנות החלל השלה. הלוויין ונוס יהיה מסוגל להתמקד מהחלל בשטח אדמה שגודלו חמישה מ"ר בלבד, ב-12 ערוצים שונים, שיבחנו פרמטרים שונים בגידולים. הוא אמור לחלוף מעל החלקה פעם ביומיים, קצב חליפות שיאפשר מעקב צמוד אחר שינויים בקרקע ותגובה מיידית. הלוויין יותאם במיוחד לענפים כגידולי שדה (כותנה, תבואה, מספוא) וישמש כלי עזר לכיוון טרקטורים בשדה הפתוח, מעקב אחר בעלי-חיים וזיהוים, גידול פרטני ברפת החלב, ובכלל זה חליבה רובוטית, ומטעים. את המיזם מרכזת סוכנות החלל הישראלית. הלוויין ונוס יוכל להשתלב ביוזמה האירופית לבניית מערך לווייני חישה מרחוק ליישומי איכות סביבה וביטחון, המכונה GMES. הצד המדעי של הלוויין ונוס נסמך על עבודתם של חוקרים ממגוון מכונים ומרכזי מחקר, ובהם המעבדה לחישה מרחוק של אוניברסיטת בן-גוריון, המרכז למחקר חקלאי בישראל (מכון וולקני) ומכוני מחקר צרפתיים אחדים. כמו כן, במסגרת מיזם ונוס יצא קול קורא למדענים מרחבי תבל להגיש הצעות למחקרים שיעשו שימוש בלוויין, ועשרות פניות התקבלו עד כה, ממדינות רבות. חיישני הלוויין ונוס יוכלו לשמש לא רק למטרת חקלאות מדויקת, אלא גם למעקב אחר זיהומים של גופי מים (נחלים, אגמים וימים) וזיהום אוויר. כך למשל, על-ידי מדידת כמות הכלורופיל באזורים הסמוכים לחוף אפשר לעמוד על כמות האצות מסוגים שונים, המהווה אינדיקציה לרמת זיהום מי הים בשפכים. החיישנים יוכלו לעקוב גם אחר זיהום אוויר הנגרם מפליטות של ארובות מפעלים כימיים שונים, ולסייע במקרי חירום בניטור עננים של כימיקלים רעילים. כתבות קודמות בנושא זה באתר הידען - [חקלאות מדייקת בישראל, עמוס דה וינטר. חלק א'](https://www.hayadan.org.il/images/content1/234279589-L-israel107.JPG) - [הלויין ונוס וחקלאומת מדויקת בישראל. עמוס דה וינטר, חלק ב'](https://www.hayadan.org.il/accurate-agriculture-part-2-2811061/)