Σχεδιασμός Και Ανάπτυξη Συστήματος Υπηρεσιών Θέσης Για Τη Διαχείριση Εντομολογικών Κινδύνων Σε Γεωργικές Καλλιέργειες Και Αστικό Πράσινο

Abstract

Στις μέρες μας, τομείς της γεωργίας και του αστικού πρασίνου αντιμετωπίζουν την αντικρουόμενη πρόκληση της αύξησης της παραγωγής των τροφίμων υψηλής ποιότητας και της συντήρησης του πρασίνου, σε συνδυασμό με την ταυτόχρονη μείωση του αγρο-περιβαλλοντικού αποτυπώματος. Μια από τις μεγαλύτερες δυσκολίες στην αντιμετώπιση της πρόκλησης αυτής, είναι οι εντομολογικοί κίνδυνοι με έντονα χωροχρονικά χαρακτηριστικά των οποίων η διαχείριση και αντιμετώπιση σχετίζονται με τη δημόσια υγεία, την ασφάλεια τροφίμων, καθώς και την αποτελεσματικότητα των επεμβάσεων αντιμετώπισης, δεδομένου ότι αυτή εξαρτάται από τις τοπικές κλιματικές συνθήκες και τη συνεργασία των συμμετεχόντων. Στις περιπτώσεις αυτές η ενημερότητα σχετικά με τη θέση αποτελεί το κλειδί στην επιτυχία της διαχείρισης και αντιμετώπισης του εντομολογικού κινδύνου, στο πλαίσιο της Γεωργίας Ακριβείας (ΓΑ) και της Ολοκληρωμένης Διαχείρισης Επιβλαβών Οργανισμών (ΟΔΕΟ). Για την ενημερότητα της θέσης ενός κινητού στόχου χρησιμοποιούνται οι Υπηρεσίες Θέσης (ΥΘ), οι οποίες τα τελευταία χρόνια έχουν ραγδαία ανάπτυξη και χρήση, τόσο σε εμπορικές εφαρμογές, όσο και σε εφαρμογές κοινωνικής δικτύωσης. Οι ΥΘ σε συνεργασία με άλλες Τεχνολογίες Επικοινωνιών και Πληροφορικής (ΤΠΕ), διαμορφώνουν Συστήματα Υπηρεσιών Θέσης (ΣΥΘ), τα οποία μπορούν να συμβάλλουν καθοριστικά στη διαχείριση και την αντιμετώπιση εντομολογικών κινδύνων.Στην παρούσα διατριβή παρουσιάζεται η σχεδίαση, η ανάπτυξη, η υλοποίηση και η αξιολόγηση ενός αγροπεριβαλλοντικού ΣΥΘ για τη διαχείριση και αντιμετώπιση στη γεωργία και στο αστικό πράσινο, εντομολογικών κινδύνων με έντονα χωροχρονικά χαρακτηριστικά. Στόχοι του προτεινόμενου ΣΥΘ είναι η απλοποίηση των διαδικασιών, η μείωση του κόστους και η αύξηση της αποτελεσματικότητας κατά τη διαχείριση των εντομολογικών προβλημάτων, καθώς και η προστασία του φυσικού περιβάλλοντος, της δημόσιας υγείας, των κατοικημένων και των προστατευμένων περιοχών κατά την εφαρμογή των επεμβάσεων αντιμετώπισης. Για την επίτευξη των στόχων, το ΣΥΘ χρησιμοποιεί κατάλληλες ΥΘ που ενσωματώνουν ΤΠΕ, όπως είναι οι τεχνολογίες εντοπισμού θέσης, οι κινητές συσκευές, τα Γεωγραφικά Πληροφοριακά Συστήματα (ΓΠΣ), τα Έμπειρα Συστήματα (ΕΣ), τα Συστήματα Λήψης Αποφάσεων (ΣΛΑ), τα Ασύρματα Δίκτυα Αισθητήρων (ΑΔΑ), το Διαδίκτυο, οι ασύρματες επικοινωνίες και τα πολυμέσα, οι οποίες είναι προσαρμοσμένες στις απαιτήσεις της ΓΑ και υιοθετούν τις βασικές αρχές της ΟΔΕΟ. Κατά τη φάση του σχεδιασμού του ΣΥΘ, βελτιώθηκε και προσαρμόστηκε η υπάρχουσα κατηγοριοποίηση των ΥΘ σε σχέση με τη λειτουργικότητά τους, εισάγοντας νέες κατηγορίες και επεκτείνοντας τα επίπεδα των υπαρχόντων κατηγοριών. Για την εύκολη ανάπτυξη και χρήση των ΥΘ το ΣΥΘ ακολουθεί την αρχιτεκτονική του ενδιάμεσου λογισμικού, ενώ όσον αφορά στον εντοπισμό της θέσης των κινητών στόχων, υιοθετεί τη δικτυο-κεντρική και συσκευο-κεντρική προσέγγιση. Η υλοποίηση του ΣΥΘ περιλαμβάνει συστήματα τα οποία λειτουργούν στον εξυπηρέτη ή στην κινητή συσκευή ή στο νέφος και επικοινωνούν με τη βοήθεια υπηρεσιών Ιστού. Το υλοποιημένο ΣΥΘ δοκιμάστηκε πειραματικά, στη διαχείριση και την αντιμετώπιση δύο σημαντικών εντομολογικών προβλημάτων, εκ των οποίων το ένα αφορά στη γεωργία και είναι ο δάκος (Bactrocera oleae) της καλλιεργούμενης ελιάς (Olea europea), και το άλλο αφορά στο αστικό πράσινο και είναι το κόκκινο σκαθάρι των φοινικοειδών (Rhynchophorus ferrugineus, ΚΣΦ). Στην περίπτωση του δάκου η αντιμετώπιση πραγματοποιήθηκε με δολωματικούς ψεκασμούς από το έδαφος, λαμβάνοντας υπόψη την επικινδυνότητα προσβολής σύμφωνα με τη χωρική κατανομή του πληθυσμού των εντόμων. Στην περίπτωση του ΚΣΦ, η εύρεση της επικινδυνότητας προσβολής βασίστηκε κυρίως στα μακροσκοπικά συμπτώματα των προσβεβλημένων φοινίκων. Για την αξιολόγηση του αγροπεριβαλλοντικού ΣΥΘ, σε καθένα από τα δύο αυτά εντομολογικά προβλήματα, σχεδιάστηκαν και υλοποιήθηκαν κατάλληλα πειράματα, με σκοπό να αναδειχτούν οι δυνατότητές του σε σχέση με τις συμβατικές προσεγγίσεις.Τα πειραματικά αποτελέσματα όσον αφορά στο δάκο της ελιάς, έδειξαν ότι με τη χρήση του ΣΥΘ κατά τους δολωματικούς ψεκασμούς από το έδαφος, μειώθηκε το χρησιμοποιούμενο ψεκαστικό διάλυμα κατά μέσο όρο 4,85% και η διάρκεια των ψεκασμών κατά 17,34% και υπήρξε αύξηση της αποτελεσματικότητας των ψεκασμών κατά 5,73%, σε σχέση με τη συμβατική προσέγγιση. Το ΣΥΘ σε σχέση με τον συμβατικό τρόπο διαχείρισης είχε ως αποτέλεσμα την αποφυγή ψεκασμών εκτός στόχου και ψεκασμών στην ίδια περιοχή πάνω από μία φορά, στοιχεία που είναι σημαντικά τόσο για την προστασία του περιβάλλοντος και της δημόσιας υγείας, όσο και της μείωσης του κόστους των επεμβάσεων. Τα πειραματικά αποτελέσματα όσον αφορά στο ΚΣΦ, έδειξαν ότι το ΣΥΘ είναι πιο αξιόπιστο και πιο αποτελεσματικό ως προς την εκτίμηση της επικινδυνότητας προσβολής κατά 7%, μειώθηκε ο αριθμός των φοινίκων που απαιτείται να επισκοπηθούν κατά 33,1% και μειώθηκε η διάρκεια των επισκοπήσεων κατά 18,9% σε σχέση με τη συμβατική μέθοδο. Η μείωση του αριθμού των φοινίκων που επισκοπούνται και της διάρκειας των επισκοπήσεων έχουν ως αποτέλεσμα τη μείωση του κόστους των επισκοπήσεων. Από τις απαντήσεις ερωτηματολογίου σχετικά με την επικινδυνότητα προσβολής από το ΚΣΦ φαίνεται ότι το ΣΥΘ καλύπτει καλύτερα το φάσμα των συμπτωμάτων, δίνοντας ποσοτικά χαρακτηριστικά και ανταποκρίνεται καλύτερα στην ακριβή εκτίμηση της επικινδυνότητας προσβολής. Η διαχείριση του ΚΣΦ με τη χρήση του ΣΥΘ είχε ως αποτέλεσμα να αποτραπούν οι προσβολές και να μειωθούν οι απώλειες φοινίκων λόγω του ΚΣΦ κατά 73,7% και 72,3% αντίστοιχα.Γενικότερα, με τη χρήση του προτεινόμενου ΣΥΘ επιτεύχθηκαν οι στόχοι που τέθηκαν και επομένως, αυτό μπορεί να προσφέρει ένα ολοκληρωμένο και αποτελεσματικό περιβάλλον διαχείρισης και φυτοπροστασίας.