^{#smrgKİTABEVİ} Tarım 5.0 - 2023

Sanayi devriminden sonra, esas olarak makinalaşmanın ortaya çıkmasından bu yana ve yeşil devrim sürecinde, insanlar ve makinalar, insanları beslemek için ürün yetiştirmek amacıyla verimli bir şekilde işbirliği yapmaktadır. Ancak, önümüzdeki yıllarda nüfus artışıyla yüzleşmek için, sadece üretkenliği artırarak insanları beslemek değil, aynı zamanda bunu mümkün olan en verimli ve saygılı şekilde yapmak, diğer bir deyişle sürdürülebilir olarak üretmek amacıyla da başarılı olmak için ekstra bir çaba gerekmektedir. Bu zorlukla yüzleşmek için, son on yılda, özellikle güvenilir tarımsal verilere erişim ve bunlardan en uygun anlamı çıkarmak için, gelişmiş bilgisayar teknikleri gibi teknolojide dikkate değer gelişmeler ortaya çıkmaktadır. Dijital teknoloji tarafından yönlendirilen bu yeni yaklaşım, yetiştiricilerin tekrarlayan, fiziksel olarak zorlu ve sıkıcı saha görevlerinden kaçınma girişiminde işçilerden ziyade ürünlerinin denetçisi olarak hareket etmeleri gerektiğini ima etmektedir. Bu modern tarımsal çerçevede, veri çok önemlidir ve bilgi tabanlı yönetim döngüsü, kavram ve görevleri birleştiren pratik bir yaklaşım sağlar.

Tarım 5.0'dan en iyi şekilde yararlanmak için, kullanıcılara, ideal olarak modern teknolojileri öğrenmeye ve tarıma uygulamaya istekli genç çiftçilere derin eğitim verilmesi ve gelecek nesillere bir yenilenme sağlanması gerekmektedir. 21. yüzyılda gıda üretiminin getirdiği zorluklarla yüzleşmek için, veriye dayalı yönetimin tüm gücünü gösterebilen modern ve sürdürülebilir bir tarıma doğru ilerlemek amacıyla doğru zaman gibi görünmektedir. Tarım 5.0'a geçiş, önümüzdeki on yıl için çoğu büyük tarım ekipmanı imalatçısının gündeminde yer almaktadır. Bu nedenle, tarım robotlarının bir sonraki - daha akıllı-nesil tarım makinaları olarak kabul edilmesi durumunda, ekipman imalatçıları bu hamlede kilit bir rol oynayacaktır.

Tarımsal üretimin yaygınlaşması, insanlığın çevre üzerindeki en büyük etkilerinden biri olmuştur. Birçok habitatlar tarımsal üretim için dönüştürülmüştür. Tarımsal üretim, biyoçeşitlilik için en büyük baskılardan birisidir. Tarımsal üretimin, iklim değişikliğini azaltacak şekilde enerji üretme ve kullanma konusunda önemli bir işlevi vardır. Tarımsal üretim işletmelerinde, fosil yakıtlar yerine düşük karbonlu yenilenebilir enerjiler kullanmak, çiftlik sahiplerinin enerji kaynakları üzerindeki kontrolünü artırabilir, maliyetleri azaltabilir ve iklim değişikliği ile mücadele edilebilir. Tarım temelli biyoyakıtların üretimi ve kullanımı konusunda, çevresel ve sosyal sorumluluğun dikkatle değerlendirilmesi ve biyolojik kökenli enerji üretiminden kaynaklanan emisyonların titiz ve kapsamlı bir şekilde değerlendirilmesi gereklidir.

Türkiye Cumhuriyeti'nin 100. kuruluş yılı anısına hazırlamış olduğum bu bilgi seti, başta kurucu lider ve bilge önder Mareşal Gazi Mustafa Kemal ATATÜRK olmak üzere, kurtuluş savaşı ve kuruluş mücadelesinde büyük bir özveri ile görev alan bütün insanlara ve ülkemizde tarımsal mekanizasyon eğitim ve araştırmalarının öncülerine ithaf olunur. Değerli eserleri ve önemli katkıları için en içten teşekkürlerimi ve sonsuz saygılarımı sunarım. - Prof.Dr. Hasan Hüseyin ÖZTÜRK, Adana, Ekim-2023

İÇİNDEKİLER
1 GIDA - SU - ENERJİ İLİŞKİLERİ - 1
11 Giriş - 1
12 Su - Enerji - Gıda İlişkisi - 3
13 Tartışma Ve Sonuçlar - 7
2 TARIMSAL ÜRETİMİN GELİŞME AŞAMALARI - 8
21 Giriş - 8
22 Tarımın Gelişme Aşamaları - 9
23 Tarım Ve Endüstri Devrimleri - 11
231 Tarımsal Üretimin Gelişme Aşamaları - 13
24 Veriye Dayalı Tarım: Tarım 40 - 14
25 Nesnelerin İnterneti: Bilgi Toplama - 19
26 Büyük Veri: Büyük Verilerin Analizi - 19
27 Tarım 50: Robotik Ve Yapay Zeka - 20
3 TARIMDA DİJİTAL DÖNÜŞÜM - 23
31 Bağlantı - 24
32 Şeffaflık - 24
33 Yönetim - 24
34 Sonuç - 25
4 AKILLI TARIM - 26
41 Hassas Tarım - 26
42 Tarım 40 - 29
421 Dijital Teknolojiler - 30
4211 Endüstri 40 - 30
42111 Nesnelerin İnterneti - 31
42112 Bulut Bilişim - 31
42113 Büyük Veri - 32
42114 Yapay Zeka - 33
42115 Tarımsal Robotlar - 34
42116 Blok Zinciri - 35
422 Tarım 40 Uygulamaları - 37
4221 İzleme - 38
4222 Kontrol - 38
4223 Tahmin - 38
4224 Lojistik - 39
423 Hassas Tarımdan Örnekler - 39
4231 Hassas Hayvancılık - 39
42311 Hassas Hayvancılıkta İnternet - 44
4232 Hassas Sulama - 50
4233 Blok Zinciri Tabanlı Elektronik Tarım - 52
424 Dijital Geçiş Ve Zorluklar - 54
5 YENİLENEBİLİR ENERJİ VE ÇEVRE TEKNOLOJİLERİ - 55
51 Agrivoltaikler - 55
52 Aquavoltaik - 56
53 Güneş Enerjili İzleme Sistemi - 57
531 Ürün Ve Toprak İzleme - 57
532 Çevresel İzleme - 58
533 Su İzleme - 60
54 Güneş Enerjili Pivot Sulama Sistemi - 61
55 Entegre Gıda Ve Enerji Sistemleri - 62
6 TARIM 50 VE UZAKTAN ALGILAMA - 64
61 Tanımlama - 64
62 Tarımda Uzaktan Algılama - 64
63 Algılayıcılar - 66
64 Uydu - 70
65 Uzaktan Kontrollü Uçaklar - 75
66 Uydu Ve Uzaktan Kontrollü Uçak - 80
7 TARIMDA İNSANSIZ HAVA ARACI KULLANIMI - 81
71 İnsansız Hava Aracı - 81
72 İnsansız Hava Araçlarının Tarihsel Gelişimi - 83
73 Yararları Ve Mevcut Dönüşüm - 83
74 İnsansız Hava Araçlarının Sınıflandırılması - 84
741 Dikey Kalkış Ve İniş Yapan İnsansız Hava Araçları - 92
75 İnsansız Uçuş Sistemleri - 94
76 İnsansız Hava Araçlarının Kullanım Alanları - 94
761 Uzaktan Algılama - 94
762 Taşıma - 96
763 Bilimsel Araştırma - 96
764 Hassas Saldırılar - 96
765 Arama Ve Kurtarma - 96
77 Özerklik - 97
78 Dayanıklılık - 97
79 İnsansız Hava Araçlarının Karşılaştırılması - 99
710 Tarımda İnsansız Hava Aracı Kullanımı - 110
7101 Tarımsal Uzaktan Kumandalı Uçak Tasarımı - 110
711 Dron Seçimi - 111
712 Uçuş Planlama Ve Veri Toplama - 111
713 Görüntü İşleme Ve Yazılım - 115
8 TARIMSAL ÜRETİMDE DRON UYGULAMALARI - 118
81 Dron Teknolojisinin Tarımda Uygulanması - 118
811 Ürün İzleme Ve Değerlendirme - 121
812 Değişken Oranlı Gübreleme - 123
813 Hastalık Sürveyansı - 124
814 Patojen Gözetimi - 124
815 Kuş Gözetimi - 124
816 Sulama Ve Gübreleme - 126
817 Toprak Ve Tarla Analizi - 126
818 Yabancı Ot Kontrolü - 126
819 Ürün Hasadı - 127
8110 Ürün Sigortası - 127
8111 Mekanik Tozlaşma - 127
8112 Ürün Ve Ağaç Plantasyonu - 128
8113 Orman Uygulamaları - 128
8114 Hayvancılık Uygulamaları - 128
82 Ekonomik Yönler - 129
83 Entegre Uzaktan Kumandalı Uçak Teknolojisi - 129
84 Sonuçlar Ve Gelecekteki Beklentiler - 130
9 HASSAS TARIMDA İNTERNET UYGULAMALARI - 132
91 Giriş - 132
92 Hassas Tarımın Gelişmesi - 133
921 Hassas Tarım - 134
922 Tesis Tarımı - 135
923 Sözleşmeli Tarım - 136
93 Tarımda İnternet Uygulamaları - 137
931 Tarla Tarımında İnternet Kullanımı - 137
932 Su Ürünleri Yetiştiriciliğinde İnternet Kullanımı - 137
933 Hayvan Yetiştiriciliğinde İnternet Kullanımı - 138
934 Serada İnternet Kullanımı - 139
935 Bitki Fabrikalarında İnternet Kullanımı - 140
936 Fotovoltaik Sistemlerde İnternet Kullanımı - 140
937 Güneş Enerjili Lambalar İçin İnternet Kullanımı - 141
10 TARIMSAL VERİ TOPLAMA, DEPOLAMA VE ANALİZ - 143
101 Nesnelerin İnterneti Teknolojisi - 143
1011 Tarımsal Kitle Algılama - 143
10111 Türleri - 145
10112 İşlem - 146
10113 Zorluklar - 147
101131 Kaynak Sınırlamaları - 147
101132 Gizlilik, Güvenlik Ve Veri Bütünlüğü 147
102 Bitki Fenotipi Bilgi Sistemi - 148
103 Veri Depolama Teknolojisi - 149
104 Veri Toplama Teknolojisi - 149
1041 Sensörler Ve Sürücüler - 150
1042 Tarımsal Uydular İle Uzaktan Algılama - 151
1043 Tarımsal Blokzinciri - 151
10431 Tarihi Gelişim - 151
10432 Yapı Ve Tasarım - 153
10433 Bloklar - 154
10434 Blok Süresi - 155
10435 Kesinlik - 155
10436 Türleri - 155
104361 Genel Blokzincirleri - 155
104362 Özel Blokzincirleri - 156
104363 Hibrit Blokzincirleri - 156
10437 Blokzinciri Kullanım Alanları - 156
104371 Tedarik Zincirinde Blokzincir - 157
104372 Tarımda Blokzinciri Kullanımı - 158
10438 Blokzinciri İle Birlikte Çalışabilirlik - 158
105 Veri Analizi Teknolojisi - 158
1051 Yapay Zeka - 159
10511 Tarihsel Gelişim - 161
10512 Hedefler - 164
105121 Akıl Yürütme Ve Problem Çözme - 164
105122 Bilgi Temsili - 164
10513 Makine Öğrenimi - 166
105131 Doğal Dil İşleme - 167
105132 Algılama - 167
105134 Sosyal Zeka - 168
105135 Genel Zeka - 168
10514 Araçlar - 168
105141 Arama Ve Optimizasyon - 168
105142 Mantık - 169
10515 Belirsiz Karşılaştırma İçin Olasılık - 170
10516 Sınıflandırıcılar Ve İstatistiksel Öğrenme - 171
10517 Yapay Sinir Ağları - 172
10518 Derin Öğrenme - 175
10519 Özel Diller Ve Donanım - 176
105110 Uygulamalar - 176
105111 Tarımsal Yapay Zeka - 177
1052 Uç Bilgi İşlem - 178
10521 Tanımı - 178
10522 Kavram - 179
10523 Gizlilik Ve Güvenlik - 180
10524 Ölçeklenebilirlik - 180
10525 Güvenilirlik - 180
10526 Hız - 181
10527 Etkinlik - 181
10528 Uygulamalar - 182
10529 Tarımsal Uç Bilgi İşlem - 182
11 SÜRÜCÜSÜZ TRAKTÖR - 184
111 Tarihsel Gelişimi - 185
112 Teknoloji - 187
1121 Tam Otonom - 188
1122 Denetimli Otonom - 188
113 Güvenlik - 189
12 HASSAS TARIMDA GÜVENLİK ZORLUKLARI - 190
121 Tarımsal Üretimde Güvenlik Sorunları - 190
1211 Zor Koşullar - 190
1212 Tarım Ekipmanlarından Kaynaklanan Tehditler - 190
122 Bilgi Teknolojisinde Güvenlik Zorlukları - 191
1221 Yetkisiz Erişim - 191
1222 Düğüm İletişiminin Kesilmesi - 192
1223 Tesis Hasarı - 192
1224 Kötü Amaçlı Veri Saldırıları - 193
1225 Kontrol Sistemine İzinsiz Giriş - 194
13 BİLGİ TEKNOLOJİLERİ İÇİN GÜVENLİK VE GİZLİLİK
ÖNLEMLERİ - 195
131 Amaç Ve Kapsam - 195
132 Hassas Tarım İçin Güvenlik Önlemleri - 196
1321 Kimlik Doğrulama ve Erişim Kontrolü - 196
1322 Gizliliği Koruma - 197
133 Veri Bütünlüğü için Blokzinciri Tabanlı Çözümler - 198
134 Kriptografi Ve Anahtar Yönetimi - 198
135 Fiziksel Karşı Önlemler - 199
136 Saldırı Belirleme Sistemleri - 199
14 GELECEK EĞİLİMLER VE GÜVENLİK KONULARI - 200
141 Beşinci Nesil İletişim (5G) - 201
142 Sis Bilişim (FC) ve Her Şeyin İnterneti (IoE) - 201
143 Yenilenebilir Enerji Yönetim Sistemi (Yenilenebilir EMS) - 203
144 Yazılım Tanımlı Ağ (SDN) - 204
145 Sanal Gerçeklik (VR) ve Artırılmış Gerçeklik (AR) - 205
146 Akıllı Tarım için Siber Güvenlik Veri Kümeleri - 205
147 Sonuç Ve Öneriler - 205
1471 Öneriler - 207
15 BİTKİ STRESİNİN UZAKTAN ALGILANMASI - 208
151 Giriş - 208
152 Stres Belirleme İçin Niteliksel Uzaktan Algılama Yöntemleri 211
1521 Floresan Spektroskopisi - 213
1522 VIS/NIR Spektroskopisi - 214
1523 Termal Görüntüleme - 217
1524 Floresan Görüntüleme - 218
1525 Çoklu Ve Hiperspektral Görüntüleme - 219
153 Kantitatif Kesinlik Yöntemleri - 220
1531 Moleküler Yöntemler - 220
1532 Metabolomik - 221
154 Pozitron Emisyon Tomografisi - 225
1541 Morfolojik Bitki Görüntüleme Teknikleri - 225
1542 Bitki Pozitron Emisyon Tomografisi - 227
155 Sonuçlar Ve Gelecek Beklentiler - 231
16 OPTİK SENSÖRLER VE MAKİNE ÖĞRENİMİ İLE BİTKİ
STRESİNİN BELİRLENMESİ - 233
161 Giriş - 233
162 Bitki Dokularının Spektral Özellikleri - 235
163 Sensörler Ve Veri Toplama - 237
1631 Hiperspektral Görüntüleme - 238
1632 Multispektral Görüntüleme Ve Spektroskopi - 240
1633 RGB Görüntüleme - 241
1634 Termal Görüntüleme/Termografi - 241
1635 Floresan Spektroskopisi - 243
1636 Floresan Görüntüleme - 245
1637 Sensörlerin Kombinasyonu - 246
164 Veri İşleme İçin Makine Öğrenimi - 247
1641 Ön İşleme - 248
16411 Renk Alanı Dönüşümü - 248
16412 Boyutsal Küçülme - 249
16413 Bölütleme - 250
16414 Özellik Çıkarma - 251
1642 Sınıflandırma İçin Makine Öğrenimi Algoritmaları - 251
16421 Destek Vektör Makinesi - 252
16422 Yapay Sinir Ağı - 254
16423 Derin Öğrenme - 255
165 Sonuç Ve Öneriler - 255
17 GELECEĞİN TARIMSAL ÜRETİM SİSTEMLERİ - 257
171 Tarım Ve Gıda Sisteminin Dijital Dönüşümü - 258
1711 Dijitalleşme Ve Altyapı Zorlukları - 260
172 Çok İşlevli Peyzajlarda Biyoçeşitlilik - 263
173 Sağlık Ve Beslenme İle İlgili Gelişmeler - 264
174 Besinlerin Döngüselliği - 265
175 Sürdürülebilir Ve Döngüsel Araştırma Yaklaşımı - 266
176 İnsanlar Ve Uygulamalar - 267
KAYNAKLAR - 267