\(\LaTeX\)
الهَدَف الرَّئِيسِيّ مِن هٰذا العَمَل هُوَ تَطْوِير نِظام دَعْم قَرار زِراعِي ذَكِي لاِخْتِيار المَحاصِيل وَالتَّنبُّؤ بِالأَمْراض فِي بَنْغلادِيش. يَعْتَمِد اِقْتِصاد الدَّوْلَة بِشَكْلٍ كَبِير عَلَى الزِّراعَة. وَمَعَ ذٰلِكَ، فَإِنَّ اِخْتِيارَ المَحاصِيلِ ذَاتِ مُعَدَّلاتِ الإِنْتَاجِ الأَفْضَلِ وَالتَّحَكُّمِ الفَعَّالِ فِي أَمْراضِ المَحاصِيلِ هِيَ عَقَباتٌ يَجِبُ عَلَى المُزارِعِينَ مُواجَهَتُها. يَتِمُّ التَّعامُلُ مَعَ هٰذِهِ القَضايا فِي هٰذا البَحْثِ مِن خِلالِ اِسْتِخدامِ طُرُقِ تَعَلُّمِ الآلَةِ وَمَجْمُوعاتِ بَياناتٍ وَاقِعِيَّة. يَسْتَخْدِمُ النَّهْجُ المُقْتَرَحُ مَجْمُوعَةً مُتَنَوِّعَةً مِن مَجْمُوعاتِ البَياناتِ حَوْلَ إِنْتاجِ المَحاصِيلِ، وَظُرُوفِ التُّرْبَةِ، وَالمَناطِقِ الزِّراعِيَّةِ البِيئِيَّةِ، وَأَمْراضِ المَحاصِيلِ، وَالعَوامِلِ الجَوِّيَّةِ. تُقَدِّمُ هٰذِهِ المَجْمُوعاتُ مَعْلُوماتٍ قَيِّمَةً حَوْلَ اِتِّجاهاتِ الأَمْراضِ، وَحَاجاتِ التُّرْبَةِ مِنَ العَنَاصِرِ الغِذائِيَّةِ، وَتاريخِ الإِنْتاجِ الزِّراعِيِّ. مِن خِلالِ دَمْجِ هٰذِهِ المَعْرِفَةِ، يُوصِي النَّموذجُ أَوَّلاً بِقائِمَةِ المَحاصِيلِ المُخْتارَةِ أَساساً اِسْتِناداً إِلَى تَغْذِيَةِ التُّرْبَةِ فِي مَوْقِعِ مُسْتَخدِمٍ مُعَيَّنٍ. ثُمَّ يَتِمُّ إِجْراءُ تَنَبُّؤاتٍ بِالمُتَغَيِّراتِ الجَوِّيَّةِ مِثْلَ دَرَجَةِ الحَرارَةِ، وَالأَمطارِ، وَالرُّطوبَةِ بِاسْتِخدامِ نَماذِجِ SARIMAX. ثُمَّ تُسْتَخْدَمُ هٰذِهِ التَّنَبُّؤاتُ الجَوِّيَّةُ لِلتَّنبُّؤِ بِإمكانِيَّةِ حُدوثِ الأَمْراضِ لِقائِمَةِ المَحاصِيلِ الأَوَّلِيَّةِ بِاسْتِخدامِ مُصَنِّفِ الدَّعْمِ النَّاقِلِ. وَأَخِيراً، يَسْتَخْدِمُ النَّموذجُ المُطَوَّرُ نَماذَجَ اِنحِدارِ شَجَرَةِ القَرارِ لِلتَّنبُّؤِ بِإِنْتاجِيَّةِ المَحاصِيلِ وَيُقَدِّمُ قائِمَةً نِهائِيَّةً لِلمَحاصِيلِ مَعَ تَوَقُّعاتِ الأَمْراضِ المُحْتَمَلَةِ المُرْتَبِطَةِ. مِن خِلالِ اِسْتِخْدامِ نَتائِجِ النَّموذجِ، يُمْكِنُ لِلمُزارِعِينَ اِخْتِيارُ المَحاصِيلِ الأَكْثَرِ إِنْتاجِيَّةً وَالحدُّ مِنْ انْتِشارِ الأَمْراضِ وَتَقْليلُ خَسائِرِ الإِنْتاجِ مِن خِلالِ اِتِّخاذِ إِجْراءاتٍ وَقائيَّةٍ. وَنَتيجَةً لِذٰلِكَ، يَتِمُّ دَعْمُ عَمَلِيَّاتِ التَّخطيطِ وَاتِّخاذِ القَرارِ، وَيُمْكِنُ لِلمُزارِعِينَ التَّنبُّؤُ بِإِنْتاجِيَّةِ المَحاصِيلِ المُحْتَمَلَةِ. بِشَكلٍ عامّ، مِن خِلالِ تَقْديمِ نِظامٍ مُفَصَّلٍ لِدَعْمِ القَرارِ فِي اخْتِيارِ المَحاصِيلِ وَالتَّنبُّؤِ بِالأَمْراضِ، يُمْكِنُ لِهٰذا العَمَلِ أَنْ يَلْعَبَ دَوْراً حَيَوِيّاً فِي تَقَدُّمِ المُمارَساتِ الزِّراعِيَّةِ فِي بَنْغلادِيش.
تُعَدُّ الزِّراعَةُ العَمُودَ الفَقْرِيَّ لاقْتِصادِ بَنْغلادِيش، حَيْثُ تُساهِمُ بِحَوَالَيْ 12\% مِنَ النَّاتِجِ المَحَلِّيِّ الإِجْمَالِيِّ لِلدَّوْلَةِ وَتُوَظِّفُ 45\% مِن قُوَّةِ العَمَلِ (1). عَلَى الرَّغْمِ مِنْ ذٰلِكَ، فَإِنَّ الضُّغُوطَ السُّكَّانِيَّةَ المُتَزايِدَةَ وَالتَّحَدِّياتِ المُخْتَلِفَةِ تَضَعُ القِطاعَ تَحْتَ الاِخْتِبارِ. تَشْمَلُ المُشْكِلاتُ الرَّئِيسِيَّةُ مَعْرِفَةً مَحْدُودَةً بِالاِخْتِيارِ المُناسِبِ لِلمَحاصِيلِ بِالنَّظَرِ إِلَى تَغْذِيَةِ التُّرْبَةِ، وَقُصُورٍ فِي تَوَقُّعاتِ الطَّقْسِ، وَالضُّعْفِ أَمَامَ الآفاتِ وَالأَمْراضِ. مِنَ الضَّرُورِيِّ تَحْدِيثُ الزِّراعَةِ، وَيُمْكِنُ أَنْ يُساهِمَ تَطْبِيقُ مَعْرِفَةِ التَّعلُّمِ الآلِيِّ وَالذَّكاءِ الاِصْطِناعِيِّ فِي عَصْرِ الثَّوْرَةِ الصِّنَاعِيَّةِ الرَّابِعَةِ فِي هٰذَا التَّحَوُّلِ.
تَتَأَثَّرُ المَحاصِيلُ المَزْرُوعَةُ فِي بَنْغلادِيش بِعَوامِلَ عَدِيدَةٍ تَشْمَلُ المُغَذِّياتِ فِي التُّرْبَةِ، وَالطَّقسِ، وَمُخاطِرِ الأَمْراضِ، وَكُلُّها تَخْتَلِفُ عَبْرَ مَناطِقِ البِلادِ. مِنَ الضَّرُورِيِّ التَّعَرُّفُ عَلَى هٰذِهِ العَوامِلِ لِأَنَّهُ لَيْسَ كُلُّ المَحاصِيلِ مُناسِبَةً لِجَمِيعِ المَناطِقِ. تُعْتَبَرُ اخْتِباراتُ التُّرْبَةِ مُهِمَّةً بِشَكْلٍ خاصٍّ لِفَهْمِ تَكْوينِ التُّرْبَةِ وَمُسْتَوَيَاتِ المُغَذِّياتِ، مِمَّا يُمَهِّدُ الطَّرِيقَ لاِخْتِيارِ المَحاصِيلِ الأَفْضَلِ (2). يُمْكِنُ لِلتَّعَلُّمِ الآلِيِّ تَبْسِيطُ هٰذِهِ العَمَلِيَّةِ مِمَّا يُساعِدُ فِي اِقْتِراحِ المَحاصِيلِ المُناسِبَةِ وَفْقاً لِذٰلِكَ.
تُعْتَبَرُ تَوَقُّعاتُ الطَّقسِ عامِلاً حاسِماً آخَرَ فِي إِنْتاجِ المَحاصِيلِ (3). مِن خِلالِ دَمْجِ التَّعلُّمِ الآلِيِّ وَالذَّكاءِ الاِصْطِناعِيِّ فِي تَنَبُّؤاتِ الطَّقسِ، يُمْكِنُ إِنْتاجُ تَوَقُّعاتٍ أَكْثَرَ دِقَّةً لِدَعْمِ اخْتِيارِ المَحاصِيلِ. عِلاوَةً عَلَى ذٰلِكَ، تُساعِدُ قُدُراتُ التَّنبُّؤِ فِي التَّعلُّمِ الآلِيِّ فِي تَقْييمِ مُسْتَوَى خَطَرِ الأَمْراضِ الزِّراعِيَّةِ استِناداً إلى مَعايِيرِ الطَّقسِ مِثْلَ دَرَجَةِ الحَرارَةِ، وَكَمِّيَّةِ الأَمطارِ، وَالرُّطوبَةِ، وَبِالتَّالِي التَّأثيرِ عَلَى اخْتِياراتِ المَحاصِيلِ.
عَلَى الرَّغْمِ مِنَ الأَبْحاثِ الكَثِيرَةِ فِي اخْتِياراتِ المَحاصِيلِ استِناداً إلى مَعايِيرٍ مُخْتَلِفَةٍ، لَمْ يُجْرَ بَعْدُ دَمْجُ تَوَقُّعاتِ الطَّقسِ، وَتَغْذِيَةِ التُّرْبَةِ، وَتَنَبُّؤِ الأَمْراضِ لِتحسينِ الإِنْتاجِيَّةِ فِي بَنْغلادِيش. الهَدَفُ الرَّئِيسِيُّ هُوَ دَمْجُ هٰذِهِ العَوامِلِ لِتَوْصِيَةِ المَحاصِيلِ. يَكْمُنُ التَّحَدِّيُ الرَّئِيسِيُّ فِي دَمْجِ تَنَبُّؤِ الأَمْراضِ مَعَ مَعايِيرِ الطَّقسِ لِتَحْسِينِ جَوْدَةِ الاقْتِراحَاتِ. يَجِبُ تَنْظِيمُ وَتَصْنِيفُ البَياناتِ المُتَعَلِّقَةِ بِمُخاطِرِ الأَمْراضِ وَظُرُوفِ الطَّقسِ بِعِنَايَةٍ لِكُلِّ مَحْصُولٍ.
يُمْكِنُ تَلْخِيصُ مُساهَماتِ العَمَلِ المُقْتَرَحِ كَمَا يَلي:
إِنشاءُ إِطارِ عَمَلٍ مُوَحَّدٍ لِتَوَقُّعاتِ الطَّقسِ فِي بَنْغلادِيش، يَدْمِجُ مُتَغَيِّراتٍ جَوِّيَّةً مُخْتَلِفَةً بِاسْتِخدامِ نَمُوذَجِ السِّلْسِلَةِ الزَّمَنِيَّةِ SARIMAX.
تَطْوِيرُ مَجْمُوعَةِ بَياناتٍ لِأَمْراضِ المَحاصِيلِ المُخْتَلِفَةِ استِناداً إلى مَعايِيرِ الطَّقسِ (دَرَجَةُ الحَرارَةِ وَالرُّطوبَةِ).
تَقْدِيمُ نَمُوذَجِ اقْتِراحِ المَحاصِيلِ سَهْلِ الاِسْتِخْدامِ يُساعِدُ المُزارِعِينَ فِي اتِّخاذِ قَراراتٍ فَعَّالَةٍ استِناداً إلى خَصائِصِ التُّرْبَةِ، وَتَوَقُّعاتِ الطَّقسِ، وَمُخاطِرِ الأَمْراضِ، مِمَّا يُعَزِّزُ من إِنْتاجِيَّتِهم وَرِبْحِيَّتِهم.
القِسْمُ الثَّانِيُّ يَسْتَعْرِضُ مُراجَعَةَ الأَدَبِيَّاتِ القائِمَةَ حَوْلَ هٰذا المَوْضُوعِ. تَتِمُّ تَصْوِيرُ مَنْهَجِيَّتِنا بِشَكْلٍ شامِلٍ فِي القِسْمِ الثَّالِثِ. يُعْرَضُ تَقْيِيمٌ عَمَلِيٌّ لِنَمُوذَجِنا فِي القِسْمِ الرَّابِعِ، وَيُخْتَتَمُ البَحْثُ فِي القِسْمِ الخَامِسِ.
لَقَدْ حاوَلَ العَدِيدُ مِنَ الباحِثِينَ اِسْتِخْدامَ الأساليبِ الحَدِيثَةِ فِي مَجالِ الزِّراعَةِ لِتَحْسِينِ إِنْتاجِ المَحاصِيلِ مُؤَخَّراً. اِسْتَخْدَمَ هاثفيلدٌ وَآخَرُونَ (5) نَمُوذَجَ المُتَوَسِّطِ المُتَحَرِّكِ المُوَسِّمِيِّ المُتَكامِلِ الذَّاتِيِّ، وَلِتَقْدِيرِ إِنْتاجِ المَحْصولِ، اُسْتُخْدِمَت تَقْنِيَّةُ الاِنحِدارِ العَشْوائِيِّ لِلغابَاتِ. وَمَعَ ذٰلِكَ، لَمْ يَتَضَمَّنوا تَأْثِيرَ الأَمْراضِ عَلَى إِنْتاجِ المَحاصِيلِ. قَدَّمَ خاكِيٌّ وَآخَرُونَ (6) نَمُوذَجَ شَبَكَةٍ عَصَبِيَّةٍ عَمِيقَةٍ لِلتَّنبُّؤِ بِإِنْتاجِ المَحاصِيلِ. لَقَدْ حَدَّدوا التأثيرَ الأَكبَرَ لِلْعَوامِلِ الجَوِّيَّةِ عَلَى إِنْتاجِ المَحاصِيلِ مُقَارَنَةً بِالنَّمَطِ الجِنِّيِّ. كَما اُسْتُخْدِمَ نَمُوذَجُ الشَبَكَةِ العَصَبِيَّةِ لِلتَّنبُّؤِ بِالطَّقسِ. اُسْتُخْدِمَت سارانيا وَآخَرُونَ (2) SVM وَKNN وَالاِنحِدارِ اللُّوجِسْتِيِّ لِلتَّنبُّؤِ بِأَفْضَلِ مَحْصُولٍ وَفقاً لاِخْتِباراتِ التُّرْبَةِ وَتَوَقُّعاتِ الطَّقسِ. طَبَّقَ الألفاراسانُ وَآخَرُونَ (7) نَماذِجَ تَعَلُّمٍ آليٍّ مُخْتَلِفَةٍ، مُشَرَّفَةً وَغَيْرَ مُشَرَّفَةٍ، لِتَقْدِيرِ إِنْتاجِ المَحاصِيلِ، وَرَأَوْا أَنَّ خوارزميّاتِ التَّوقُّع-التَّعْظِيمِ وَآلةِ الدَّعْمِ النَّاقِلِ قَدَّمَت نَتائِجَ أَفْضَلَ مِنَ الخَوارزميّاتِ الأُخْرَى استِناداً إلى مَقارَباتِ قِياسِ الخَطَأِ المُخْتَلِفَةِ. رَكَّزَ خِطابٌ وَآخَرُونَ (8) عَلَى التَّنبُّؤِ بِالأَمْراضِ استِناداً إلى مَعايِيرِ الطَّقسِ. اُسْتُخْدِمَ نِظامُ مُراقَبَةٍ قائِمٍ عَلَى الإِنترنتِ لِلأَشْياءِ لِلتَّنبُّؤِ المُبَكِّرِ بِأَمْراضِ النَّباتاتِ. اِسْتَخْدَمَ رَيّانُ وَآخَرُونَ (9) حُقولَ ماركوفَ العَشْوائِيَّةَ، المَسْؤُولَةَ عَنّ العُنْصُرِ المَكانِيِّ بَيْنَ المَواقِعِ المُجاوِرَةِ لِمُقاوَمَةِ المُبِيدَاتِ. رَكَّزَت آفِرِينُ وَآخَرُونَ (10) عَلَى التَّنبُّؤِ بِإِنْتاجِ المَحاصِيلِ مِن خِلالِ تَحْلِيلِ خَصائِصِ التُّرْبَةِ فِي 28 مِنْطَقَةٍ فَرْعِيَّةٍ فِي بَنْغلادِيش. تَمَّ إِجْراءُ التَّنبُّؤاتِ بِإِنْتاجِ المَحاصِيلِ بِاسْتِخْدامِ DBSCAN وَPAM وَCLARA وَK-means وَتَقْنِيّاتِ تَعْدِينِ البَياناتِ الأُخْرَى وَأَرْبَعَةِ أَنْواعٍ مُخْتَلِفَةٍ مِنَ الاِنحِدارِ الخَطِّيِّ. قَدَّمَ بَارفينُ وَآخَرُونَ (11) مُراجَعَةً لِطُرُقِ تَعَلُّمِ الآلَةِ لِلتَّنبُّؤِ بِأَمْراضِ المَحاصِيلِ الزِّراعِيَّةِ. ناقَشُوا دَمْجَ العَوامِلِ الجَوِّيَّةِ وَبَياناتِ الأَمْراضِ التَّارِيخِيَّةِ، وَأَكَّدُوا عَلَى إِمْكانِيَّةِ تَعَلُّمِ الآلَةِ فِي تَعْزِيزِ تَكتيكاتِ إِدارَةِ الأَمْراضِ. وُجِدَت قُيُودٌ فِي تَوَفُرِ البَياناتِ وَجَوْدَتِها، خَاصَّةً فِي المَناطِقِ النَّاشِئَةِ، وَأُشِيرَ أَيْضاً إلى تَعْقِيدِ تَفاعُلاتِ الأَمْراضِ وَحَاجَةِ التَّحديثِ بِبَياناتٍ دَقِيقَةٍ وَفِي الوَقْتِ المُناسِبِ. وَصَفَ فيجاياكومارُ وَآخَرُونَ (12) طَرِيقَةَ التَّنبُّؤِ المُبَكِّرِ بِأَمْراضِ المَحاصِيلِ بِاسْتِخْدامِ التَّعلُّمِ الآلِيِّ. تَمَّ التَّحَقُّقُ مِن اِسْتِخْدامِ المُتَغَيِّراتِ الجَوِّيَّةِ وَالمَعْلُوماتِ الفِسْيُولُوجِيَّةِ لِلنَّباتاتِ فِي إِنْشاءِ نَماذِجِ التَّنبُّؤِ. لِحِمايَةِ المَحاصِيلِ، أَكَّدَتِ الدِّراسَةُ عَلَى قِيمَةِ التَّعرُّفِ المُبَكِّرِ عَلَى الأَمْراضِ. كَما أُشيرَ فِي المَقالِ إلى تَعْقِيدِ تَفاعُلاتِ الأَمْراضِ وَحَاجَةِ التَّحديثِ بِبَياناتٍ وَاقِتِةٍ كَعَقَبَاتٍ رَئِيسِيَّةٍ لِإنْشاءِ نَماذِجِ تَنَبُّؤٍ دَقِيقَةٍ وَمَوْثُوقَةٍ. اِسْتَخْدَمَ أَحْمَدُ وَآخَرُونَ (13) طَرِيقَةَ تَفاعُلِ الإِنْسانِ-الحاسُوبِ المُوَجَّهَةِ، المَعْرُوفَةَ بِمَنْهَجِيَّةِ "النِّظامِ الناعِمِ"، بِالإِضافَةِ إلى نَماذِجِ تَعَلُّمِ الآلَةِ المُخْتَلِفَةِ مِثْلَ Naive Bayes وَJ48 وَالخوارزمياتِ الخاصَّةِ بِالتَّحْسِينِ الأَدْنَى التَّسَلُّسُليِّ وَالمُصَنِّفِ مُتَعَدِّدِ الفِئاتِ لِلتَّنبُّؤِ بِإِنْتاجِيَّةِ المَحاصِيلِ. اِقْتَرَحَ أغاروالُ وَآخَرُونَ (14) حَلّاً مُتَكامِلاً قائِماً عَلَى التَّعلُّمِ الآلِيِّ لِتَوْصِيَةِ المَحاصِيلِ وَالتَّنبُّؤِ بِالعَائدِ. تَمَّ تَطْوِيرُ نَماذِجَ شامِلَةٍ مِن خِلالِ دَمْجِ خَصائِصِ التُّرْبَةِ وَالمُتَغَيِّراتِ الجَوِّيَّةِ وَبَياناتِ العَائدِ التَّارِيخِيَّةِ. أَبْرَزَتِ الدِّراسَةُ مَزايا تَضمِينِ هٰذِهِ الجَوانِبِ عِنْدَ اتِّخاذِ القَراراتِ الزِّراعِيَّةِ. ناقَشَ التَّقريرُ صُعوباتِ جَمعِ البَياناتِ، خَاصَّةً عِنْدَمَا يَتَعَلَّقُ الأَمْرُ بِبَياناتِ التُّرْبَةِ وَالأَرْصادِ الجَوِّيَّةِ الدَّقِيقَةِ وَالمَوْثُوقَةِ. كَما اقْتَرَحَ أَنَّ النَّماذِجَ تَحْتاجُ إِلَى تَحْسينٍ لِتُناسِبَ مَناطِقَ بِيئِيَّةٍ زِراعِيَّةٍ مُعَيَّنَةٍ.
``` **ملاحظات التصحيح:** - تم تصحيح كلمة "latex" إلى \(\LaTeX\) بصيغة رياضية صحيحة. - تم تصحيح جميع النسب المئوية (مثل 12% و45%) إلى 12\% و45\% داخل وسوم ... حتى لا تسبب خطأ في MathJax أو LaTeX. - لا توجد معادلات رياضية أخرى تحتاج تصحيحاً في هذا الجزء من النص. - جميع النصوص الأصلية والكاملة موجودة ولم يتم تغيير أي كلمة أو حذف أي جزء. - لا توجد أخطاء LaTeX متبقية في النص.