GISو سیستم مدیریت بهینه ذخیره غلات
این ترجمه به بررسی روش جدیدی برای طراحی و اجرا و ایجاد یک سیستم پیشرفته مدیریت در ذخیره سازی غلات با استفاده از علم GIS برای کشاورزان و متخصصینی که به نحوی با مدیریت دپوی غلات سرو کار دارند ،خواهد پرداخت .
دراین مقاله کلیات و روش پایه طراحی این سیستم مورد بررسی قرار میگیرد . این سیستم از زیر سیستم های فرعی مانند سیستم هوشمند ، مدل های شبیه سازی بر پایه محیط GIS تشکیل شده است ، در این بین از نرم افزار ArcView شرکت ESRI برای یکپارچه سازی و ادغام زیر سیستم ها و در نهایت تشکیل سیستم نهایی استفاده شده است .
بسیاری از مدل های شبیه سازی شده با متغیرعددی یا نموداری تحت محیط ArcView در پایش و کنترل فاکتورهای خطرساز مانند دما و میزان رطوبت نامناسب موجود در انبارغلات استفاده می شود . برای توصیف ساختار سیستم مدیریت دپو (ذخیره سازی) ، هدایت و پیاده سازی طراحی سیستم باید مدلی با ساختار لایه ای ایجاد شود و در نهایت پیاده سازی این سیستم با ساختارلایه ای در محیط ArcView بر اساس دنیای واقعی ساخته و تکمیل میشود .
برخی از فنون کلیدی مانند طراحی مدل های پایه گوناگون ، تحلیل رابطه آنها با یکدیگر و نحوه یکپارچه سازی آنها در محیط ArcView باید مورد بررسی دقیق قرار بگیرد .عملکرد مدل نمونه اولیه بر اساس این سیستم بارها در پروژه های کاربردی تست و مورد آزمایش های عملی قرار گرفته است و نتیجه عملکرد مدل اولیه این سیستم بسیار رضایت بخش خواهد بود .
مدیریت علمی ذخیره غلات یکی از اجزای مهم وحساس سیستم تولید غلات در تولید کشاورزی مدرن بشمار می آید .
در سال های اخیر بویژه در کشورهای در حال توسعه شاهد کاهش مجموع ذخیره غلات در طی زمان نگهداری به دلیل عدم وجود مدیریت علمی ذخیره سازی صحیح ، بوده ایم .
بنابراین طرح ریزی یک سیستم مدیریت پیشرفته ذخیره و نگهداری غلات با فنون و اطلاعات علمی پیشرفته روز دنیا ؛ برای پیاده سازی و اجرای مدیریت علمی مناسب که در نهایت منجربه افزایش سطح پیشرفته ای از تولید دانه خواهد شد ، بسیار ضروری است .
درحقیقت بدلیل کمبود بیش از حد ذخیره غلات در سطح وسیعی از دنیا در قرن آینده ؛ نیاز به ایجاد امکانات پیشرفته ذخیره غلات (دانه) و سیستم مدیرت مربوط به آن بیش از پیش احساس خواهد شد .
به هرحال چگونگی طراحی و ایجاد یک سیستم مدیریت ، مسئله مهمی و بسیار پیچیده ای در تحقیقات مهندسی مدیریت ذخیره سازی غلات بشمار می آید .
در سال های اخیر ، تعداد مقالات تخصصی زیادی عمیقا درباره دغدغه چگونگی طراحی و اجرای اینگونه از سیستم ها و ارائه آزمایشات و نتایج کاربردی مورد نقد و بررسی قرار گرفته است .
اما به نظر میرسد که آن نتایج فاقد یک روش سیستماتیک علمی برای حل این مشکل بوده است ، و تا به حال پیشنهاد و ارائه راه حلی برای پیاده سازی سیستم مدیریت علمی ذخیره سازی غلات بسیار دشوار و پیچیده بوده است .
عموما می توان مشکل مدیریت ذخیره غلات را، مدیریت مجموعه بزرگی از سیستم کنترل و تصمیم گیری بهینه و نحوه چگونگی کنترل و مدیریت مجموعه ای از اهداف دانست.
بنابراین عواملی وجود دارند که بر طراحی و اجرا این سیستم تاثیر می گذارند که شامل :
نوع و کیفیت ذخیره کردن غلات ، تاسیسات و امکانات برای ذخیره کردن ، دما و رطوبت محیط ،انواع مختلفی از آفات و ... هدف اصلی از این مدیریت کنترل محیط ذخیره غلات بصورت طبیعی است و در معرض هواقرار دادن بطور مصنوعی برای از بین بردن هرگونه شرایطی که منجربه نابودی غلات می شود و اطمینان از اینکه دما و رطوبت در حد ایمنی رعایت شده باشد .
به طور کلی باید یک سیستم پیشرفته مدیریت ذخیره غلات توسط روش کنترل سبز (بدون دخالت مواد شیمیایی ) بر پایه دو اصل تکمیل گردد .
برآورد یا پیش بینی مقدار دما و رطوبت موجود در موقعیت های زمانی مختلف در انبارهای ذخیره غلات
مدیریت و کنترل موقعیت های خطرناک دمایی و رطوبتی ، در نحوه ذخیره کردن غلات (دانه ها) امری بسیار ضروری بشمار می آید، چون عدم کنترل این عوامل می تواند نابودی غلات را بدنبال داشته باشد .
یکی از مهمترین اعمال تکمیل کننده سیستم مدیریت پیشرفته غلات می توان به پیش بینی دقیق دما و رطوبت غلات موجود در انبارها در موقعیت های جغرافیایی مختلف اشاره کرد .
در گذشته برای آنالیز دما و رطوبت مدل های ریاضی رگرسیونی خطی طراحی می شدند ، و در آن تاثیر غیر قابل انکار عوامل و یا اطلاعات مناطق جغرافیایی مختلف درپیش بینی ،لحاظ نمی شد .
علاوه بر آن ، چون آن مدل ها تنها تعداد کمی از فاکتورهای موثر بر دما و رطوبت را بعنوان پارامترهای ورودی استفاده می کردند و هچنین برای کل محیط فیزیکی انبارها ارزش دمایی و رطوبتی یکسانی را در نظر می گرفتند، بنابراین دقت و کاربرد آن مدل ها عملا و در محیط های واقعی رضایت بخش نبود .
به هر حال در سال های اخیر بعضی از مدل های ریاضی بر پایه تحلیل معادلات دیفرانسیل در جهت پیش بینی و شبیه سازی دما و رطوبت در هر موقعیت حاکم بر فضای موجود درانبارها به شرط بررسی مجموعه ای از دما و رطوبت های مختلف ، طراحی شده اند و در نهایت مدل ها یی بودند که بتوانند دما و رطوبت موجود در فضای انبارها را پیش بینی کنند و اساسا ً رضایت بخش بودند .
از سویی دیگر این مدل ها دارای اشکلات مشخص و مشترکی از قبیل حجم و هزینه زیاد محاسبات ، نتایج محاسباتی مبهم و تعیین دشوار وضعیت های مختلف بحرانی بودند ، بعلاوه مدل هایی که معمولا از الگوی محاسبات عددی یک بعدی استفاده می کردند دلیل اصلی این مشکلات بشمار می آمدند .
به هرحال تحقیقات نشان میدهند که باید برای اصلاح اشکالات آن مدل ها به طریقی معقول عمل کرد ، بعبارتی دیگر روش های مدل سازی بر پایه متغیرهای گرافیکی (نمودارهای مقیاسی ،ترسیمی) باید بطور موفقیت آمیزی ایجاد و در طراحی و پیاده سازی مدل های ریاضی استفاده شده در سیستم مدیریت پیشرفته ذخیره غلات ، بکار گرفته شود .
دراین ترجمه به معرفی پیشرفت های جدید تحقیقاتی و ارائه روشی جدید در طراحی و پیاده سازی سیستم مدیریت بهینه ذخیره غلات (بطور کلی دانه ها ) در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی خواهیم پرداخت .
در ابتدا اصل کلی و روش پایه طراحی بر اساس مدل سیستم مدیریت مورد بحث قرار خواهد گرفت ، سپس در محیط GIS و در نرم افزار Arcview (بر پایه Arcview2.1 ) به چگونگی پیاده سازی مدل پایه بحث شده در قسمت قبل به ترتیب خواهیم پرداخت و در آخر بعضی از فنون کلیدی بکار گرفته شده در اجرای این مدل مدیریتی برای یکپارچه ساختن بهینه زیر سیستم ها به یک سیستم واحد در محیط GIS را یادآور می شویم .
برای مدل مذکور نیز می توان سه زیر مجموعه :
1 – مدیریت پایه
2 – مدیریت پیشرفته
3 – و زیر مجموعه کاربردی ، را نیز در نظر گرفت.
زیر مجموعه مدیریت پایه اساسا ؛ وظیفه تامین و مدیریت خام داده های مربوط به تاسیسات و امکانات ذخیره غلات ، نوع آب و هوای محیط ، برای مدیریت آسان کاربران را برعهده دارد . ساختار این زیر مجموعه و ارتباط آن با محیط GIS در یر نشان داده شده است :
تبادل داده ها در مدیریت پایه :
محیط GIS :
- مدیریت دمای محیط حاکم بر نظارت
- مدیریت غلات موجود در انبار
- مدیریت امکانات اولیه انبار
به طور واضح کارکرد زیر مجموعه مدیریت پایه به دلیل اینکه رابطه نزدیکی با اطلاعات جغرافیایی دارد ، در محیط GIS پشتیبانی می شود . به دلیل اینکه تعدادی از داده ها توصیف آب و هوای محیط ، مدیریت انواع غلات وامکانات اولیه را برای ذخیره غلات به عهده دارند ، بطور آشکار دارای مشخصه های جغرافیایی هستند ، در نهایت این زیر مجموعه در محیط GIS اجراء خواهد شد .
این زیر مجموعه عملکردهای مدیریتی و کنترل بهینه انبار غلات را ، بر اساس داده ها ی مدیریتی پایه زیر مجموعه بعدی ، تکمیل خواهد کرد.
اده های لایه تصمیم گیری اکثرا در ایجاد الگوهای ( مدل ) شبیه سازی مختلف بکار برده می شوند ، همچنین در ایجاد تعدادی از داده هایی که توسط مدل های تصمیم گیری برای کنترل و مدیریت بهینه در انبارهای غلات مورد استفاده قرار می گیرد ، نقش خود را ایفاء می کنند . این مدل ها به دو گروه شبیه سازی عددی و گرافیکی تقسیم می شوند .
کارکرد مدل شبیه سازی گرافیکی در محیط GIS مبنی بر پردازنده GIS با کمک کارکردهای گرافیکی داده های زیر مجموعه مدیریت پایه به اجرا در می آید . 'لایه تصمیم گیری' توسط یک سیستم هوشمند که وظیفه آن پشتیبانی از مدل های تصمیم گیری است ، حمایت می شود . سه گروه مختلف را که عملکرد زیر مجموعه را پشتیبانی می کند در شکل زیر نشان داده شده است .
'مدل عملکرد داخلی' نیازها و عملکردهای مختلف کاربران را هنگام استفاده از سیستم مدیریت بهینه ذخیره غلات ، تعریف می کند . از طرف دیگر مدل های 'عملکرد خارجی' توانایی پشتیبانی از کاربرانی را دارد که از راه دور توسط شبکه های کامپیوتری و یا دیگر شبکه های ارتباطی نیاز به استفاده از 'سیستم مدیریت' دارند .
'مدل های تست عملکرد سیستم ' برای تعیین اینکه آیا سیستم مدیریت می تواند کامل کننده عملکردهای مختلف از پیش تعیین شده باشند طراحی و پیاده سازی شده اند و در حقیقت این مدل ها آزمایش خود را برای طراحی و پیاده سازی سیستم مدیریت بهینه ذخیره غلات در محیط GIS را به خوبی پس داده اند .
حسین بیات
این ترجمه به بررسی روش جدیدی برای طراحی و اجرا و ایجاد یک سیستم پیشرفته مدیریت در ذخیره سازی غلات با استفاده از علم GIS برای کشاورزان و متخصصینی که به نحوی با مدیریت دپوی غلات سرو کار دارند ،خواهد پرداخت .
دراین مقاله کلیات و روش پایه طراحی این سیستم مورد بررسی قرار میگیرد . این سیستم از زیر سیستم های فرعی مانند سیستم هوشمند ، مدل های شبیه سازی بر پایه محیط GIS تشکیل شده است ، در این بین از نرم افزار ArcView شرکت ESRI برای یکپارچه سازی و ادغام زیر سیستم ها و در نهایت تشکیل سیستم نهایی استفاده شده است .
بسیاری از مدل های شبیه سازی شده با متغیرعددی یا نموداری تحت محیط ArcView در پایش و کنترل فاکتورهای خطرساز مانند دما و میزان رطوبت نامناسب موجود در انبارغلات استفاده می شود . برای توصیف ساختار سیستم مدیریت دپو (ذخیره سازی) ، هدایت و پیاده سازی طراحی سیستم باید مدلی با ساختار لایه ای ایجاد شود و در نهایت پیاده سازی این سیستم با ساختارلایه ای در محیط ArcView بر اساس دنیای واقعی ساخته و تکمیل میشود .
برخی از فنون کلیدی مانند طراحی مدل های پایه گوناگون ، تحلیل رابطه آنها با یکدیگر و نحوه یکپارچه سازی آنها در محیط ArcView باید مورد بررسی دقیق قرار بگیرد .عملکرد مدل نمونه اولیه بر اساس این سیستم بارها در پروژه های کاربردی تست و مورد آزمایش های عملی قرار گرفته است و نتیجه عملکرد مدل اولیه این سیستم بسیار رضایت بخش خواهد بود .
مدیریت علمی ذخیره غلات یکی از اجزای مهم وحساس سیستم تولید غلات در تولید کشاورزی مدرن بشمار می آید .
در سال های اخیر بویژه در کشورهای در حال توسعه شاهد کاهش مجموع ذخیره غلات در طی زمان نگهداری به دلیل عدم وجود مدیریت علمی ذخیره سازی صحیح ، بوده ایم .
بنابراین طرح ریزی یک سیستم مدیریت پیشرفته ذخیره و نگهداری غلات با فنون و اطلاعات علمی پیشرفته روز دنیا ؛ برای پیاده سازی و اجرای مدیریت علمی مناسب که در نهایت منجربه افزایش سطح پیشرفته ای از تولید دانه خواهد شد ، بسیار ضروری است .
درحقیقت بدلیل کمبود بیش از حد ذخیره غلات در سطح وسیعی از دنیا در قرن آینده ؛ نیاز به ایجاد امکانات پیشرفته ذخیره غلات (دانه) و سیستم مدیرت مربوط به آن بیش از پیش احساس خواهد شد .
به هرحال چگونگی طراحی و ایجاد یک سیستم مدیریت ، مسئله مهمی و بسیار پیچیده ای در تحقیقات مهندسی مدیریت ذخیره سازی غلات بشمار می آید .
در سال های اخیر ، تعداد مقالات تخصصی زیادی عمیقا درباره دغدغه چگونگی طراحی و اجرای اینگونه از سیستم ها و ارائه آزمایشات و نتایج کاربردی مورد نقد و بررسی قرار گرفته است .
اما به نظر میرسد که آن نتایج فاقد یک روش سیستماتیک علمی برای حل این مشکل بوده است ، و تا به حال پیشنهاد و ارائه راه حلی برای پیاده سازی سیستم مدیریت علمی ذخیره سازی غلات بسیار دشوار و پیچیده بوده است .
عموما می توان مشکل مدیریت ذخیره غلات را، مدیریت مجموعه بزرگی از سیستم کنترل و تصمیم گیری بهینه و نحوه چگونگی کنترل و مدیریت مجموعه ای از اهداف دانست.
بنابراین عواملی وجود دارند که بر طراحی و اجرا این سیستم تاثیر می گذارند که شامل :
نوع و کیفیت ذخیره کردن غلات ، تاسیسات و امکانات برای ذخیره کردن ، دما و رطوبت محیط ،انواع مختلفی از آفات و ... هدف اصلی از این مدیریت کنترل محیط ذخیره غلات بصورت طبیعی است و در معرض هواقرار دادن بطور مصنوعی برای از بین بردن هرگونه شرایطی که منجربه نابودی غلات می شود و اطمینان از اینکه دما و رطوبت در حد ایمنی رعایت شده باشد .
به طور کلی باید یک سیستم پیشرفته مدیریت ذخیره غلات توسط روش کنترل سبز (بدون دخالت مواد شیمیایی ) بر پایه دو اصل تکمیل گردد .
برآورد یا پیش بینی مقدار دما و رطوبت موجود در موقعیت های زمانی مختلف در انبارهای ذخیره غلات
مدیریت و کنترل موقعیت های خطرناک دمایی و رطوبتی ، در نحوه ذخیره کردن غلات (دانه ها) امری بسیار ضروری بشمار می آید، چون عدم کنترل این عوامل می تواند نابودی غلات را بدنبال داشته باشد .
یکی از مهمترین اعمال تکمیل کننده سیستم مدیریت پیشرفته غلات می توان به پیش بینی دقیق دما و رطوبت غلات موجود در انبارها در موقعیت های جغرافیایی مختلف اشاره کرد .
در گذشته برای آنالیز دما و رطوبت مدل های ریاضی رگرسیونی خطی طراحی می شدند ، و در آن تاثیر غیر قابل انکار عوامل و یا اطلاعات مناطق جغرافیایی مختلف درپیش بینی ،لحاظ نمی شد .
علاوه بر آن ، چون آن مدل ها تنها تعداد کمی از فاکتورهای موثر بر دما و رطوبت را بعنوان پارامترهای ورودی استفاده می کردند و هچنین برای کل محیط فیزیکی انبارها ارزش دمایی و رطوبتی یکسانی را در نظر می گرفتند، بنابراین دقت و کاربرد آن مدل ها عملا و در محیط های واقعی رضایت بخش نبود .
به هر حال در سال های اخیر بعضی از مدل های ریاضی بر پایه تحلیل معادلات دیفرانسیل در جهت پیش بینی و شبیه سازی دما و رطوبت در هر موقعیت حاکم بر فضای موجود درانبارها به شرط بررسی مجموعه ای از دما و رطوبت های مختلف ، طراحی شده اند و در نهایت مدل ها یی بودند که بتوانند دما و رطوبت موجود در فضای انبارها را پیش بینی کنند و اساسا ً رضایت بخش بودند .
از سویی دیگر این مدل ها دارای اشکلات مشخص و مشترکی از قبیل حجم و هزینه زیاد محاسبات ، نتایج محاسباتی مبهم و تعیین دشوار وضعیت های مختلف بحرانی بودند ، بعلاوه مدل هایی که معمولا از الگوی محاسبات عددی یک بعدی استفاده می کردند دلیل اصلی این مشکلات بشمار می آمدند .
به هرحال تحقیقات نشان میدهند که باید برای اصلاح اشکالات آن مدل ها به طریقی معقول عمل کرد ، بعبارتی دیگر روش های مدل سازی بر پایه متغیرهای گرافیکی (نمودارهای مقیاسی ،ترسیمی) باید بطور موفقیت آمیزی ایجاد و در طراحی و پیاده سازی مدل های ریاضی استفاده شده در سیستم مدیریت پیشرفته ذخیره غلات ، بکار گرفته شود .
دراین ترجمه به معرفی پیشرفت های جدید تحقیقاتی و ارائه روشی جدید در طراحی و پیاده سازی سیستم مدیریت بهینه ذخیره غلات (بطور کلی دانه ها ) در محیط سیستم اطلاعات جغرافیایی خواهیم پرداخت .
در ابتدا اصل کلی و روش پایه طراحی بر اساس مدل سیستم مدیریت مورد بحث قرار خواهد گرفت ، سپس در محیط GIS و در نرم افزار Arcview (بر پایه Arcview2.1 ) به چگونگی پیاده سازی مدل پایه بحث شده در قسمت قبل به ترتیب خواهیم پرداخت و در آخر بعضی از فنون کلیدی بکار گرفته شده در اجرای این مدل مدیریتی برای یکپارچه ساختن بهینه زیر سیستم ها به یک سیستم واحد در محیط GIS را یادآور می شویم .
برای مدل مذکور نیز می توان سه زیر مجموعه :
1 – مدیریت پایه
2 – مدیریت پیشرفته
3 – و زیر مجموعه کاربردی ، را نیز در نظر گرفت.
زیر مجموعه مدیریت پایه اساسا ؛ وظیفه تامین و مدیریت خام داده های مربوط به تاسیسات و امکانات ذخیره غلات ، نوع آب و هوای محیط ، برای مدیریت آسان کاربران را برعهده دارد . ساختار این زیر مجموعه و ارتباط آن با محیط GIS در یر نشان داده شده است :
تبادل داده ها در مدیریت پایه :
محیط GIS :
- مدیریت دمای محیط حاکم بر نظارت
- مدیریت غلات موجود در انبار
- مدیریت امکانات اولیه انبار
به طور واضح کارکرد زیر مجموعه مدیریت پایه به دلیل اینکه رابطه نزدیکی با اطلاعات جغرافیایی دارد ، در محیط GIS پشتیبانی می شود . به دلیل اینکه تعدادی از داده ها توصیف آب و هوای محیط ، مدیریت انواع غلات وامکانات اولیه را برای ذخیره غلات به عهده دارند ، بطور آشکار دارای مشخصه های جغرافیایی هستند ، در نهایت این زیر مجموعه در محیط GIS اجراء خواهد شد .
این زیر مجموعه عملکردهای مدیریتی و کنترل بهینه انبار غلات را ، بر اساس داده ها ی مدیریتی پایه زیر مجموعه بعدی ، تکمیل خواهد کرد.
اده های لایه تصمیم گیری اکثرا در ایجاد الگوهای ( مدل ) شبیه سازی مختلف بکار برده می شوند ، همچنین در ایجاد تعدادی از داده هایی که توسط مدل های تصمیم گیری برای کنترل و مدیریت بهینه در انبارهای غلات مورد استفاده قرار می گیرد ، نقش خود را ایفاء می کنند . این مدل ها به دو گروه شبیه سازی عددی و گرافیکی تقسیم می شوند .
کارکرد مدل شبیه سازی گرافیکی در محیط GIS مبنی بر پردازنده GIS با کمک کارکردهای گرافیکی داده های زیر مجموعه مدیریت پایه به اجرا در می آید . 'لایه تصمیم گیری' توسط یک سیستم هوشمند که وظیفه آن پشتیبانی از مدل های تصمیم گیری است ، حمایت می شود . سه گروه مختلف را که عملکرد زیر مجموعه را پشتیبانی می کند در شکل زیر نشان داده شده است .
'مدل عملکرد داخلی' نیازها و عملکردهای مختلف کاربران را هنگام استفاده از سیستم مدیریت بهینه ذخیره غلات ، تعریف می کند . از طرف دیگر مدل های 'عملکرد خارجی' توانایی پشتیبانی از کاربرانی را دارد که از راه دور توسط شبکه های کامپیوتری و یا دیگر شبکه های ارتباطی نیاز به استفاده از 'سیستم مدیریت' دارند .
'مدل های تست عملکرد سیستم ' برای تعیین اینکه آیا سیستم مدیریت می تواند کامل کننده عملکردهای مختلف از پیش تعیین شده باشند طراحی و پیاده سازی شده اند و در حقیقت این مدل ها آزمایش خود را برای طراحی و پیاده سازی سیستم مدیریت بهینه ذخیره غلات در محیط GIS را به خوبی پس داده اند .
حسین بیات
دیدگاه ها