Το Αντικείμενο του Επιχειρησιακού Σχεδίου Μ16ΣΥΝ-01235 «Σύστημα εντοπισμού της εξάπλωσης του βακτηρίου Xylella fastidiosa μέσω δορυφορικών εικόνων».

Το ελαιόλαδο αντιστοιχεί στο 9% της αξίας της αγροτικής παραγωγής στην Ελλάδα κατατάσσοντάς την ως την τρίτη μεγαλύτερη παραγωγό χώρα μετά την Ισπανία και την Ιταλία. Ενδεικτικά, σύμφωνα με στατιστικά στοιχεία του Οργανισμού Τροφίμων και Γεωργίας των Ηνωμένων Εθνών (FAO), η Ελλάδα από το 2014 και έπειτα, παράγει εκτός του ελαιολάδου, σταθερά πάνω από 2.700.000 τόνους βρώσιμων ελιών, συμβάλλοντας σημαντικά στο εγχώριο ΑΕΠ.

Η καλλιέργεια ελαιόδεντρων και η παραγωγή ελαιολάδου και άλλων παραγώγων είναι απαραίτητο επομένως να προστατεύονται και να εκσυγχρονίζονται.

Η εμφάνιση του βακτηρίου Xylella fastidiosa (Xf) στην Ιταλία το 2013 και η γρήγορη εξάπλωσή του και σε άλλες ευρωπαϊκές χώρες (Ισπανία, Γαλλία, Πορτογαλία) έχει οδηγήσει στη λήψη προληπτικών μέτρων σε επίπεδο Ευρωπαϊκής Ένωσης προκειμένου να αποτραπεί ο κίνδυνος της εισαγωγής και εξάπλωσής του στην υπόλοιπη Ευρώπη. Χαρακτηριστικό είναι ότι στην Ιταλία, οι συνέπειες της εξάπλωσης του βακτηρίου Xf ήταν καταστροφικές, με τη μείωση στις αποδόσεις των καλλιεργειών να εκτιμάται στο 10% από τον αρχικό εντοπισμό του βακτηρίου το 2013.

Ως ενίσχυση αυτών των προληπτικών μέτρων, το Επιχειρησιακό Σχέδιο (Ε.Σ.) Μ16ΣΥΝ-01235 «Σύστημα εντοπισμού της εξάπλωσης του βακτηρίου Xylella fastidiosa μέσω δορυφορικών εικόνων», προτείνει ένα σύστημα για τον έγκαιρο εντοπισμό ελαιόδεντρων που έχουν προσβληθεί από το βακτήριο μέσω της επεξεργασίας δορυφορικών δεδομένων.

Η αξιοποίηση δορυφορικών δεδομένων και μεθόδων Τηλεπισκόπησης μπορούν να παρέχουν γρήγορο έλεγχο πιθανής προσβολής ελαιώνων από το Xf και επίσης μπορούν να χρησιμοποιηθούν ως εργαλεία για τη μελέτη και κατανόηση της εξάπλωσής του βακτηρίου.

Μεθοδολογία υλοποίησης του Επιχειρησιακού Σχεδίου.

Στο πλαίσιο υλοποίησης του Ε.Σ. θα μελετηθεί τη φασματική απόκριση των υγειών ελαιόδεντρων αλλά και αυτών που έχουν προσβληθεί από το βακτήριο Xf (σε περιοχές εκτός Ελλάδας) προκειμένου να σχεδιαστεί ένα σύστημα εντοπισμού προσβολής από το Xf. Θα χρησιμοποιηθούν για αυτό μέθοδοι Τηλεπισκόπησης και αλγορίθμοι Artificial Intelligence (ΑΙ), αξιοποιώντας οπτικές δορυφορικές εικόνες που απεικονίζουν τις ελαιοπαραγωγικές περιοχές σε διαχρονικές περιόδους. Θα σχηματιστούν και θα εξεταστούν διάφοροι δείκτες βλάστησης (vegetation indices) τόσο σε υγιείς όσο και σε προσβεβλημένες περιοχές ελαιοκαλλιεργειών και με χρήση “μηχανικής μάθησης” (SVM, artificial neural networks, recurrent neural networks, κ.λπ.), θα εντοπίζεται η περιοχή αναπαραγωγής του βακτηρίου Xf, κατά την οποία έχουν σχηματιστεί αποικίες αυτών, με στόχο την έγκαιρη καταπολέμηση της εξάπλωσής του βακτηρίου.

Τα δορυφορικά δεδομένα που θα χρησιμοποιηθούν θα είναι υψηλής ανάλυσης, όπως για παράδειγμα WorldView-2, ενώ παράλληλα θα διερευνηθούν τα αποτελέσματα από δεδομένα Sentinel-2. Στόχος είναι η βελτιστοποίηση της μεθόδου με εργαστηριακή μοριακή εξέταση δειγμάτων φυτικού υλικού και εντόμων φορέων του βακτηρίου από περιοχές που θα υποδειχθούν από τα δορυφορικά δεδομένα (ΜΦΙ), η διερεύνηση σχετικής βιβλιογραφίας σε συνδυασμό με την παρουσία του βακτηρίου στη γειτονική Ιταλία, η μελέτη του τοπογραφικού καθεστώτος της περιοχής, των διαφόρων κλίσεων της επιφάνειας του εδάφους (ελαιώνες σε επίπεδες πεδιάδες, ελαιώνες με πεζούλια σε επικλινείς επιφάνειες σε διάφορες κλίσεις, ελαιώνες με μεγάλες κλίσεις εδαφών κ.λπ.), αλλά και σε διαφορετικά περιβάλλοντα (ελαιοπερίβολα κοντά σε θάλασσα και σε απόσταση πχ 2 χλμ από αυτή) με στόχο τη δημιουργία μεθοδολογίας για χρήση και για ανίχνευση του βακτηρίου και σε άλλες περιοχές, πέραν των μελετούμενων.

Τέλος, θα αναπτύχθεί μια διαδικτυακή εφαρμογή για την οπτικοποίηση των δεδομένων ώστε να μπορούν δυνητικά οι αγρότες και σε κινητά τηλέφωνα/ smartphones και μέσω της ιστοσελίδας που θα κατασκευαστεί, να έχουν πλήρη εικόνα των καλλιεργειών τους σχετικά με την πιθανή εξάπλωση του βακτηρίου σε αυτά.

Η καινοτομία αυτή θα εφαρμοστεί για πρώτη φορά στην Ελλάδα και μπορεί να αποτελέσει ένα σημαντικό εργαλείο για τις ελαιοκαλλιέργειες της Μεσογείου που έχουν πληγεί ή πιθανά να πληγούν από το βακτήριο Xf.

Αναμενόμενα αποτελέσματα του Επιχειρησιακού Σχεδίου.

Τα αναμενόμενα αποτελέσματα του Επιχειρησιακού Σχεδίου αφορούν στη βελτίωση ελέγχου της ποιότητας παραγωγής μέσω οικονομικότερης και γρήγορης μεθοδολογίας ανίχνευσης του βακτηρίου, φιλικής προς το περιβάλλον και την αγροτική ανάπτυξη, η οποία θα βασίζεται στην εφαρμογή ενός καινοτόμου προϊόντος Τηλεπισκόπησης και Πληροφορικής, φέροντας τη σφραγίδα του μικρού περιβαλλοντικού αποτυπώματος στην παραγωγή αγροτικών προϊόντων.

Η χρήση σύγχρονων μεθόδων Τηλεπισκόπησης αναμένεται να έχει μεγάλο αντίκτυπο στις καλλιέργειες του μέλλοντος. Με αυτό τον τρόπο θα παρέχονται έγκαιρα ακριβή αξιόπιστα στοιχεία για τη φυτουγεία των καλλιεργειών, μειώνοντας ταυτόχρονα το κόστος ελέγχου και δίνοντας περιθώρια αύξησης της παραγωγής και άρα του κέρδους.

Στόχος του Επιχειρησιακού Σχεδίου.

Στόχος του Επιχειρησιακού Σχεδίου είναι η μελέτη και η εφαρμογή τηλεπισκοπικών μεθόδων για την υλοποίηση ενός συστήματος εντοπισμού της εξάπλωσης του βακτηρίου Xf μέσω δορυφορικών εικόνων. Ο βαθμός καινοτομίας που εισάγει, σχετίζεται με τον έγκαιρο εντοπισμό του βακτηρίου λαμβάνοντας υπόψη ότι δεν υπάρχουν διαθέσιμα μέσα για την καταπολέμησή του όταν αυτό εντοπιστεί. Ο καλύτερος τρόπος αντιμετώπισής του είναι η λήψη προληπτικών μέτρων που να αποτρέπουν την εγκατάστασή του και σε αυτό στηρίζεται η υλοποίηση του συγκεκριμένου Επιχειρησιακού Σχεδίου.

Συνοπτικά, η καινοτομία αφορά στη μέθοδο ελέγχου των ελαιόδεντρων για πιθανή προσβολή από το βακτήριο και άρα την οργάνωση έγκαιρης παρέμβασης όπου κρίνεται αναγκαίο. Υφίστανται ήδη κατευθύνσεις από την ΕΕ για «επισκοπήσεις» σχετικά με τον εντοπισμό του συγκεκριμένου βακτηρίου, οι οποίες περιλαμβάνουν μακροσκοπικό έλεγχο των φυτών, όσο και λήψη και μοριακή ανάλυση δειγμάτων φυτικού υλικού και εντόμων φορέων. Η διαφοροποίηση που προκύπτει από το Επιχειρησιακό Σχέδιο έγκειται στην οικονομικότερη, γρηγορότερη και απομακρυσμένη επισκόπηση της κατάστασης των ελαιόδεντρων σχετικά με την πιθανή προσβολή τους από το βακτήριο.