נושא הפרוייקט
מספר פרוייקט
מחלקה
שמות סטודנטים
אימייל
שמות מנחים
מערכת ניתוח נתונים לשיפור גידול ענבים ליין
Data Analysis System for wine grapes growth improvement
תקציר בעיברית
רמת הסוכר בענב מהווה פרמטר מרכזי המשפיע על טיב היין ואיכותו. עליית הטמפרטורות בשנים האחרונות, כתוצאה ממשבר האקלים, משפיעה על תהליכים פנולוגיים ותהליכי פוטוסינתזה המתרחשים בענב. תהליך זה משפיע באופן ישיר על מאזן הסוכר בענב. לכן, קיימת חשיבות לחיזוי רמת הסוכר בענבי יין על מנת לסייע לכורמים בהסתגלות למצב האקלימי המשתנה ובשמירה על איכות היין הגבוהה. בהתאם לכך, מטרת המחקר, הינה יצירת מודל חיזוי מדויק ככל הניתן של רמות סוכר פרוקטוז, גלוקוז וסוכרוז בענב, החל משלב שינוי הצבע בענב ועד לשלב הבציר על ידי ניתוח נתוני ענבים. לצורך חיזוי הסוכר השתמשנו בנתונים שנאספו בין השנים 2017-2019. נתוני מזג אוויר שנאספו משתי תחנות מטאורולוגיות שונות הנמצאות בקרבת הכרמים בהם התבצע המחקר. הכרמים בהם התבצע המחקר היו כרמים ברמת נגב ובמצפה רמון. בנוסף, במחקר נבדקו 30 זנים שונים של ענבים, 20 אדומים ו-10 לבנים. מן הנתונים של השנים 2017-2019 הופקו 715 רשומות אשר היוו עבורנו בסיס הנתונים לבניית מודל החיזוי שלנו. רשומות אלו כללו נתוני מזג אוויר במניפולציות מתמטיות שונות, רמות הסוכרים בענב, הכרם אליו שייכים הענבים, תאריך הבדיקה וקבוצת הענבים אליו כל רשומה שייכת. על מנת למשוך את נתוני מזג האוויר יצרנו קוד API שנכתב בשפת Python ובהמשך הומר לשפת R. לאחר מכן, ביצענו על הנתונים הגולמיים מניפולציות ואגריגציות מתמטיות. בסיום סידור הנתונים, בנינו את מודל החיזוי בתוכנת RStudio כאשר את ממשק המשתמש בחרנו להציג בעזרת חבילת Shiny. לצורך כך, יצרנו Dashboard שמטרתו להמחיש לחוקר את תוצאות החיזוי בצורה נוחה וקלה על מנת לאפשר לו הסקת מסקנות אודות הכרם והענבים. בסוף משימת החיזוי, נשמרות תוצאותיה ומתווספות לבסיס הנתונים הקיים על מנת לדייק ולשפר את החיזוי העתידית. דו"ח המחקר כלל ארבעה חלקים. החלק הראשון כולל סקירת ספרות המספקת תשתית ידע מקיפה אודות התחומים השונים בפרויקט, דוגמת חקלאות, שינויי אקלים והשפעותיהם, הפקת יין, חקלאות יין ושוק היין בישראל. בנוסף, סקירת הספרות עוסקת בבסיסי נתונים ותוכנות שונות בהן ניתן לפתח מערכת שתכיל מודל חיזוי ותאפשר ממשק וחווית משתמש יעילה, נוחה וברורה. החלק השני, עוסק בתכנון המחקר, מידע אודות הניסוי אשר עליו מתבססים נתוני הפרויקט, בזני הענבים השונים שנבדקו וסיווגם לקבוצות בעלי מאפיינים דומים. לאחר מכן, אפיון המצב הקיים במציאות והצורך העולה ממנו. בנוסף לכך, חלק זה מכיל הערכת דרישות המערכת ותכוננה, על ידי הערכת סיכונים אפשריים והגדרת מדדים להצלחה. החלק השלישי, מכיל את מודל החיזוי בהתאם לתכנון כפי שפורט לעיל תוך ביצוע התאמות ושיפורים על מנת להגיע לאחוזי חיזוי גבוהים ככל הניתן. החלק הרביעי והאחרון מסכם את הפרויקט במובני התוצרים, המסקנות, חוות הדעת והפקת הלקחים. לסיכום, מודל החיזוי שפותח במחקר, חיזוי הסוכרים השונים בענבים ברמת דיוק אשר הגיעה עד לכדי 75% מן הערך האמיתי. המודל מאפשר למשתמש להזין את נתוני הקלט ולצפות בתוצאות חיזוי רמת הסוכר באמצעות ממשק נוח תוך התחברות מרחוק, ללא צורך בשמירת התוכנה או בסיס הנתונים על מחשבו האישי. אנו צופים כי תוצרי המחקר עתידים להביא ערך רב לחקלאים על ידי חסכון במשאבים כלכליים ובכוח אדם ובנוסף לחוקרים העוסקים בתחומי החקלאות והאקלים. לעניות דעתנו ניתן להמשיך ולשפר את רמת הדיוק של מודל החיזוי בעתיד באמצעות הוספת משתנים העשויים להשפיע על גידול ענבים ליין, הרחבת כמות הנתונים בבניית המודל וחזרה עליו בפעמים נוספות.
תקציר באנגלית