استغلال بيانات مراقبة الأرض لاتخاذ قرارات زراعية مستنيرة

يواجه المزارعون طوفانًا من التحديات المتعلقة بالمياه بسبب الطقس غير المتوقع والآفات والأمراض. يمكن أن تؤثر هذه العوامل بشكل كبير على صحة المحاصيل وأرباح المزارعين والأمن الغذائي. اعتمادًا على الجغرافيا، قد يواجه العديد من المزارعين موجات جفاف أو فيضانات - وأحيانًا تحدث هاتان الظاهرتان المتطرفتان في نفس الموسم! يتمثل التحدي الخاص بك في تصميم أداة تمكن المزارعين من استكشاف وتحليل واستخدام مجموعات بيانات ناسا بسهولة لمعالجة هذه المخاوف المتعلقة بالمياه وتحسين ممارساتهم الزراعية.

الخلفية

يواجه المزارعون في جميع أنحاء العالم عددًا لا يحصى من التحديات التي تهدد سبل عيشهم وأمنهم الغذائي. وتشمل هذه التحديات أنماط الطقس غير المتوقعة التي تعطل جداول الزراعة والحصاد، وإصابات الآفات التي تلحق الضرر بالمحاصيل، وتفشي الأمراض التي تؤثر على الماشية، وحتى التوترات السياسية التي تؤثر على التجارة والوصول إلى الموارد الأساسية. تساهم هذه العوامل مجتمعة في ضعف المجتمعات الزراعية من خلال التأثير على صحة المحاصيل والربحية والاستدامة الشاملة.

هناك حاجة إلى حلول مبتكرة تمكن المزارعين من الاستفادة من الرؤى المستندة إلى البيانات من الموارد الموثوقة - بما في ذلك بيانات ناسا إيرث - لمعالجة التحديات المتعلقة بالمياه على وجه التحديد. الزراعة وعلم الزراعة هي بالفعل وظائف بدوام كامل؛ يمكن أن تجني الوسيلة التي يمكن للمجتمع الزراعي من خلالها الاستفادة من بيانات مراقبة الأرض المجانية التي تقدمها ناسا دون الحاجة إلى أن يصبحوا علماء بيانات فوائد هائلة.

يكشف المشهد الحالي عن اهتمام متزايد بتطبيق بيانات الأقمار الصناعية والتقنيات المتقدمة لمعالجة التحديات الزراعية؛ ومع ذلك، قد يكون من الصعب ترجمة البيانات المعقدة إلى معلومات قابلة للتنفيذ يمكن للمزارعين استخدامها. إن الممارسات الزراعية التقليدية تعتمد في كثير من الأحيان على الخبرة والحدس، وهو ما قد لا يكون كافياً للتخفيف من حدة الظروف البيئية المتزايدة التعقيد والتي لا يمكن التنبؤ بها. إن الافتقار إلى الوصول إلى البيانات ذات الصلة في الوقت المناسب يؤدي إلى تفاقم هذه التحديات، مما يعيق قدرة المزارعين على اتخاذ قرارات مستنيرة والتكيف بسرعة مع الظروف المتغيرة. لقد واجهت الجهود السابقة لدمج مجموعات البيانات الضخمة ذات السلطة لهذه الأغراض صعوبات في كثير من الأحيان بسبب الافتقار إلى تصميم "مركز على المزارع"، والمشاركة المحدودة لأصحاب المصلحة، وعدم كفاية قابلية التوسع للحلول.

من الأهمية بمكان أن نضع هذه الضغوط والثغرات في الاعتبار عند النظر في قضايا مثل الأمن الغذائي العالمي، وتوافر المياه، ومرونة الأنظمة الزراعية في مواجهة تغير المناخ وغيره من الضغوط البيئية. إن الأداة التي تسد الفجوة بين ثروة ناسا من بيانات مراقبة الأرض والاحتياجات العملية للمجتمعات الزراعية ستكون لا تقدر بثمن لتعزيز المرونة والاستدامة وتمكين المجتمع في مواجهة التحديات المستمرة.

الأهداف

يتمثل التحدي الذي تواجهه في تصميم أداة تربط المجتمع الزراعي بمجموعات بيانات الأقمار الصناعية والبيانات الجغرافية المكانية التابعة لوكالة ناسا بطرق تزيد من إمكانية الوصول إلى البيانات والتكامل والإبلاغ و/أو تقديم المشورة بشأن موضوع بيئي متعلق بالمياه يثير قلق المزارعين. من خلال دمج مجموعات بيانات وكالة ناسا وتحليلات البيانات في تصميم أداتك، يمكنك إنشاء حلول ونماذج أولية جديدة تدعم المزارعين من خلال توفير قدرة أفضل على التنبؤ وإدارة المخاطر و/أو عمليات صنع القرار.

يمكن أن تجسد أداتك قوة التكنولوجيا الزراعية، وتمكين المزارعين من البيانات في الوقت الفعلي والتوجيه الخبير فيما يتعلق بالتغيرات في موارد المياه. وبفضل هذه المعرفة، يمكن للمزارعين تحسين الإنتاج وإدارة الموارد بكفاءة وفي النهاية اتخاذ قرارات أكثر ذكاءً بشأن المحاصيل والثروة الحيوانية.

مهما كان نوع الأداة التي تصممها، لا تنس المستخدمين المستهدفين! كيف يمكنك جعل أداتك ذات صلة وسهلة الاستخدام للمجتمع الزراعي؟ على سبيل المثال، من المرجح أن يرغب المزارعون في تحديد خصائص موارد المياه لنطاقات مكانية وزمنية محددة. سيرغبون في فهم كيفية ارتباط المعلومات بموقفهم المحدد (على سبيل المثال، الموقع والحجم ونوع المزرعة، وما إلى ذلك). هل يمكنك تطوير أداة لشرح البيانات من الناحية العملية وتصور المعلومات بطريقة مفيدة؟

تتمتع التكنولوجيا بالقدرة على إحداث ثورة في الزراعة. تخيل أداة فائقة القوة تساعد المزارعين على فتح ديناميكيات الدورة الهيدرولوجية لمساعدتهم على إدارة أراضيهم بشكل أفضل. هذا هو بالضبط ما نهدف إليه بهذا التحدي! ما هي أفكارك لربط المزارعين ببيانات ومعلومات مراقبة الأرض بطرق مبتكرة؟ شارك بأفكارك وابتكر أداة تعمل حقًا على تمكين مستقبل الزراعة!

اعتبارات محتملة

يمكنك (ولكن ليس مطلوبًا منك) مراعاة ما يلي:

لتحديد ما إذا كان هذا التحدي مناسبًا لك، فكر فيما إذا كان أحد أو أكثر من الأمور التالية ينطبق عليك:

هل لديك فهم أساسي (أو اهتمام بتعلم) الممارسات الزراعية والعوامل الرئيسية التي تؤثر على صحة المحاصيل وإنتاجيتها؟

هل تفهم بيانات الرصد الأرضي/الاستشعار عن بعد وترغب في استكشاف تقاطع تطبيقاتها المحتملة في الزراعة؟

هل أنت فرد مبدع يعيش في مناطق حيث يشكل الأمن الغذائي أو الجفاف أو الفيضانات مشكلة (أو هل تأثرت بهذه المشاكل في الماضي) وترغب في أن تكون جزءًا من الحل؟

الهدف من التحدي هو تصميم أداة سهلة الاستخدام تساعد المجتمع الزراعي على:

التفكير في احتياجات المزارعين وعلماء الزراعة وعلماء التربة والعمال وغيرهم في المجتمع الزراعي.

التفكير في أصول الاستشعار عن بعد التابعة لوكالة ناسا. توزع وكالة ناسا بحرية أكثر من 50 عامًا من بيانات الاستشعار عن بعد لمراقبة الأرض المتعلقة بما يلي:

هطول الأمطار: عمليات الاسترجاع المتكاملة متعددة الأقمار الصناعية لقياس هطول الأمطار العالمي (IMERG)

الفيضانات: المنتجات الرصدية للمستخدمين النهائيين من تحليل الاستشعار عن بعد (OPERA)، الرادار ذي الفتحة التركيبية (SAR)

الجفاف: Landsat، مقياس الإشعاع الحراري المتقدم المحمول في الفضاء (ASTER)، تجربة مقياس الإشعاع الحراري المحمول في الفضاء التابع للنظام البيئي على محطة الفضاء (ECOSTRESS)

نمو الغطاء النباتي: مجموعة مقياس الإشعاع للتصوير بالأشعة تحت الحمراء المرئية (VIIRS)، مطياف التصوير متوسط ​​الدقة (MODIS)

جودة الهواء: MODIS، VIIRS

السحب: مطياف التصوير متعدد الزوايا (MISR)، MODIS، مقياس الإشعاع المتقدم للمسح بالموجات الدقيقة 2 (AMSR2)

رطوبة التربة: التربة الرطوبة النشطة السلبية (SMAP)
التبخر والنتح: ECOSTRESS وMODIS وLandsat

كيف يمكن استخدام موارد بيانات ناسا بطريقة تمكن المجتمع الزراعي، بما في ذلك المزارعين الأفراد، من معالجة مشاكل المياه؟

صمم أو اصنع أداة تستكشف أفكارك! يمكنك عمل لوحة قصصية أو عرض شرائح أو نموذج أولي أو أي شيء آخر.

هل لديك فكرة ولكنك بحاجة إلى مساعدة في البدء؟ ربما تكون مهتمًا بالعمل مع تطبيقات الطقس أو رطوبة التربة أو نمو النبات/صحته ولكنك لست متأكدًا من أين أو كيف تبدأ. تحقق من Data Pathfinders المدرجة في قسم الموارد. يرشد Data Pathfinders المستخدمين خلال عملية اختيار مجموعات البيانات الخاصة بالتطبيقات وتعلم كيفية استخدامها من خلال أدوات بديهية، مما يسهل الوصول المتساوي والمفتوح إلى نطاق بيانات علوم الأرض التابعة لوكالة ناسا. تهدف Pathfinders إلى تعريف المستخدمين بمجموعات البيانات الشائعة الاستخدام عبر مجموعات بيانات علوم الأرض التابعة لوكالة ناسا وتوفير روابط مباشرة لها.
فيما يلي بعض الأفكار التي يمكنك أخذها في الاعتبار أثناء وضع التصميم:

مستكشف البيانات: تخيل أداة لن تربك المستخدم المقصود. يمكن أن تعمل أداتك كمتجر شامل لاستكشاف وتنزيل بيانات المراقبة الأرضية في الوقت الفعلي والتاريخية. فكر في تصميم واجهة سهلة الاستخدام لتسهيل على المستخدمين العثور على المعلومات التي يحتاجون إليها حول مواقع معينة واحتياجات الزراعة - بغض النظر عن مستوى المهارات الفنية التي يمتلكونها.

تحديات المحاصيل: فكر في التحديات الممتعة والنقاط التي يمكنك تضمينها في أداتك والتي تساعد في إضفاء طابع اللعبة على عملية التعلم. يمكن أن تجعل هذه العناصر من استكشاف البيانات وتقييمها أكثر مكافأة (ومن منا لا يحب المنافسة الودية بين المزارعين؟).

دمج الزراعة: ماذا عن أداة لن تترك المستخدمين في غبار البيانات؟ هل يمكن لأداتك أن تجمع بسلاسة بين قوة بيانات المراقبة الأرضية لوكالة ناسا وملاحظات المزارعين الميدانية الخاصة؟ ستسمح هذه القدرة للمزارعين بمقارنة ما يرونه على الأرض بما ترصده الأقمار الصناعية، مما قد يتيح رؤى وتوصيات مخصصة بلغة بسيطة. كن مبدعًا! هل ستقوم بدمج البيانات من الطائرات بدون طيار أو أجهزة إنترنت الأشياء (IoT) لتمكين جمع البيانات المستمر؟ أو تصميم برنامج/منهجية لجمع البيانات تركز بشكل كبير على سيادة البيانات والحساسية الثقافية ومبادئ FAIR (القابلة للبحث، والمتاحة، والقابلة للتشغيل المتبادل، والقابلة لإعادة الاستخدام) وCARE (الفائدة الجماعية، وسلطة التحكم، والمسؤولية، والأخلاق)، وممارسات إدارة البيانات المسؤولة؟

لوحة معلومات البيانات: انسَ فك رموز التقارير الغامضة! كيف يمكن لتصميمك تحويل البيانات إلى صورة واضحة تمامًا لمخاطر المزرعة من نقص الوصول إلى المياه أو الفيضانات؟ فكر في دمج القيم الحالية والتاريخية للعوامل البيئية الرئيسية التي تؤثر على المحاصيل (على سبيل المثال، رطوبة التربة، وهطول الأمطار، والفيضانات، والجفاف، والاتجاهات الموسمية، والأنماط طويلة الأجل) في أداتك. يمكن أن توفر أداتك للمستخدمين الفرصة لاستكشاف المعلومات التي قد تكون الأكثر إفادة لكل من المزارع الصغيرة والكبيرة. فكر في إنشاء لوحة معلومات مفيدة بقدر ما هي ثاقبة!

اسأل الخبراء الزراعيين: لدى المزارعين الكثير من الأسئلة! فكر في أداة تربطهم بشبكة من الخبراء في الموضوع الذين يمكنهم تقديم المشورة العملية بناءً على بيانات من العالم الحقيقي. يمكن أن توفر هذه الميزة للمستخدمين مساحة آمنة لطرح الأسئلة وطلب التوجيه.

للحصول على البيانات والموارد المتعلقة بهذا التحدي، راجع علامة التبويب "الموارد" في أعلى الصفحة. قد تتم إضافة المزيد من الموارد قبل بدء الهاكاثون.