Field Server: ระบบเก็บข้อมูลสภาพอากาศและรูปภาพรายวันจากแปลงเกษตรกรรม (ตอนที่ 1)

ประเทศไทยถือเป็นประเทศเกษตรกรรมและแหล่งผลิตอาหารที่สำคัญแห่งหนึ่งของโลกการใช้เทคโนโลยีภูมิสารสนเทศและการรับรู้ระยะไกล เพื่อประโยชน์ในการติดตาม การประเมินผลผลิตหรือแม้กระทั่งการคาดการณ์ผลผลิตล่วงหน้า ถือเป็นสิ่งสำคัญที่ใช้ในการบริหารจัดการระบบเกษตรเพื่อให้เกิดการพัฒนาอย่างมั่นคงและยั่งยืน

ภาพถ่ายดาวเทียมถือเป็นข้อมูลที่มีประโยชน์อย่างยิ่ง เพื่อใช้ติดตามสถานะของแปลงเกษตรกรรมต่างๆในบริเวณกว้าง (ระดับจังหวัดหรือประเทศ) อย่างไรก็ตามกระบวนการอันหนึ่งที่มีความสำคัญ คือการตรวจสอบความถูกต้องของการแปลความหมายข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมซึ่งในปัจจุบันมีทั้งการเดินทางไปสำรวจเพื่อเก็บข้อมูลของกลุ่มตัวอย่าง หรือการใช้ข้อมูลที่ได้จากระบบสนับสนุนอื่นๆ เช่น ภาพถ่ายทางอากาศ ภาพถ่ายจาก UAV (Unmanned Aerial Vehicle) มาช่วยในการตรวจสอบและปรับแก้ความถูกต้องด้วยอีกขั้นหนึ่ง ลองจินตนาการดูนะครับว่าจะดีขนาดไหน ถ้าหากเรามีอุปกรณ์บันทึกข้อมูลที่แปลงเกษตรกรรมแบบอัตโนมัติ ทำหน้าที่แทนเจ้าหน้าที่สำรวจซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าว สามารถทำงานอย่างต่อเนื่องได้เป็นระยะเวลานานๆ และรายงานข้อมูลสถานะต่างๆจากแปลงเพาะปลูกได้ใกล้เคียงกับเวลาจริงอีกด้วย

ในปี พ.ศ. 2555 GISTDA เริ่มดำเนินการโครงการติดตั้งอุปกรณ์เก็บข้อมูลจากแปลงเกษตรกรรม ซึ่งอุปกรณ์ดังกล่าว เรียกว่า Field Server** ณ ปัจจุบัน มีจำนวน 24 สถานี ติดตั้งกระจายอยู่ทั่วประเทศ (รูปที่ 1 ซ้าย) บนแปลงพืชเศรษฐกิจและพืชอื่นๆ หลากหลายชนิด เช่น ข้าว อ้อย มันสำปะหลัง หน่อไม้ฝรั่ง ฯลฯ ข้อมูลสามารถแบ่งได้เป็น 2 ส่วน คือ ข้อมูลรูปภาพรายวัน และ ข้อมูลสภาพอากาศที่ตรวจวัดได้ มีการเชื่อมโยงและส่งข้อมูลเหล่านี้มายังเครือข่ายส่วนกลางผ่านระบบสื่อสารโทรศัพท์เคลื่อนที่ (รูปที่ 1 ขวา)

Fig_01
รูปที่ 1 ตำแหน่งติดตั้ง Field Server จำนวน 24 สถานี (ซ้าย) และ ระบบเชื่อมโยงมายังเครือข่ายส่วนกลาง (ขวา) ซึ่งระหว่างปี พ.ศ. 2558-2560 จะมีการขยายสถานี Field Server ให้มีความครอบคลุมมากยิ่งขึ้น อีกจำนวน 72 สถานี รวมทั้งสิ้นเป็น 96 สถานี
Fig_02
รูปที่ 2 อุปกรณ์ Filed Server : ก) หน่วยควบคุม ข) กล้อง และ ค) ตัวตรวจวัดสภาพอากาศ

อุปกรณ์ Filed Server จะประกอบไปด้วยส่วนต่างๆ ดังรูปที่ 2 ได้แก่ ก) หน่วยควบคุม ทำหน้าที่ในการสั่งการให้กล้องและตัวตรวจวัดบันทึกข้อมูลและส่งข้อมูลมายังเครือข่ายส่วนกลาง ข) กล้อง ใช้บันทึกรูปภาพ โดยรูปภาพจะถูกบันทึก 2 ครั้ง/วัน เพื่อเป็นรูปภาพสำรอง กรณีภาพใดภาพหนึ่งไม่อยู่ในเงื่อนไขที่ใช้งานได้ เช่น บันทึกขณะมีฝนตก หมอก ไอน้ำ หรือมีสิ่งบดบังวิสัยทัศน์หน้ากล้อง ตัวอย่างรูปภาพที่บันทึกจากสถานี Field Server ทั้ง 24 สถานี แสดงในรูปที่ 3 และ ค) ตัวตรวจวัดข้อมูลสภาพอากาศ จะถูกสั่งการให้บันทึกข้อมูลทุกๆ 5 นาที ข้อมูลเหล่านี้ ได้แก่ ความชื้นของอากาศและดิน ความเข้มแสง ปริมาณน้ำฝน อุณหภูมิ ความเร็วและทิศทางลม โดยข้อมูลรูปภาพรายวันและเงื่อนไขของสภาพอากาศที่ได้ จะเป็นประโยชน์อย่างยิ่งในการสร้างระบบติดตามสถานะแปลงเกษตรกรรม ระบบคาดการณ์ผลผลิต การลดความเสียหายจากโรคระบาดในพืช ฯลฯ หรือ หากนำข้อมูลรูปภาพรายวันมาเปรียบเทียบกับข้อมูลจาพภาพถ่ายดาวเทียมบริเวณเดียวกัน จะสามารถนำมาใช้ในการตรวจสอบความถูกต้องของการแปลความหมายภาพดาวเทียม รวมทั้งสร้างกระบวนการสอบเทียบ (calibration) ที่มีประสิทธิภาพได้ นอกจากนี้ อุปกรณ์ Field Server จะถูกนำมาใช้สำหรับงานประยุกต์ด้านการเกษตรที่พูดถึงกันอย่างแพร่หลาย คือ ฟาร์มอัจฉริยะ (Smart farming) หรือ เกษตรแบบแม่นยำ (Precision agriculture) ในอนาคตอันใกล้นี้อย่างแน่นอน

Fig_03
รูปที่ 3 ตัวอย่างภาพที่บันทึกได้ด้วยอุปกรณ์ Field Server ทั้ง 24 สถานี

สำหรับในตอนต่อไป เราจะมาติดตามกันว่า ข้อมูลรูปภาพรายวันจาก Field Server สามารถถูกนำมาใช้เพื่อพัฒนาระบบติดตามสถานะแปลงข้าวอัตโนมัติได้อย่างไร ? ซึ่งเราจะได้ทราบถึง ระบบช่วยเหลือเกษตรกรในอนาคต เพื่อเฝ้าดูสถานะต่างๆ ของแปลงข้าว ตั้งแต่ ต้นกล้า ช่วงเจริญเติบโต ออกรวง ไปจนถึงแปลงข้าวนั้นพร้อมที่จะเก็บเกี่ยวผลผลิต … แล้วพบกันครับ …

**อุปกรณ์ Field Server พัฒนาโดย NECTEC ซึ่ง GISTDA รับผิดชอบในส่วนการติดตั้งและนำข้อมูลมาใช้ประมวลผลเพื่องานประยุกต์ด้านเกษตร

บทความโดย ดร.นรุตม์ สุนทรานนท์