تخطَّ إلى المحتوى
نافيرا تك NAVERA TECH
  1. KFS × Navera
  2. IoT & AI for Smart Agriculture
  3. السيشن 13
13/ 22 الأسبوع 7-8 · تحليل البيانات وتعلم الآلة 3 ساعات

مقدمة في تحليل البيانات الزراعية بـ Python

Introduction to Agricultural Data Analysis (Python)

من الأرقام إلى المعرفة: Jupyter و Pandas و NumPy على بيانات طقس وتربة حقيقية لموقع مزرعة الكلية (2023–2024): قراءة السلاسل الزمنية، الإحصاء الوصفي، التجميع حسب الوقت والموقع، الدورة اليومية، وكشف فترات الجفاف — وتقرير إحصائي عن حالة المزرعة.

Overview

نظرة عامة على السيشن

بنهاية السيشن ستكون قادراً على

  • تستخدم Jupyter Notebook وتقرأ CSV بـ Pandas مع تحويل عمود الوقت إلى DatetimeIndex.
  • تحسب الإحصاء الوصفي (mean, std, min, max, quantiles) وتفسره زراعياً.
  • تجمّع السلاسل الزمنية بـ resample (يومي/أسبوعي/شهري) و groupby (ساعة اليوم، العقدة).
  • تستخدم NumPy وشروط منطقية لكشف فترات الجفاف المتصلة.
  • ترسم بـ Matplotlib وتكتب استنتاجات زراعية مدعومة بالأرقام.

التطبيق في مزرعة الكلية

تحليل رطوبة التربة لأسبوع من عقد المزرعة نفسها (farm.db) ولسنتين من بيانات Open-Meteo لموقع الكلية: متى تجف التربة؟ ما أحر ساعة؟ كم الفرق بين البخر-نتح والمطر شهرياً؟ وتحديد فترات الجفاف.

المُخرج (Deliverable)

تقرير إحصائي بسيط عن ظروف المزرعة (Notebook + PDF): جدول شهري، الدورة اليومية، فترات الجفاف، ورسم شامل — مبني على بيانات حقيقية.

خطة السيشن (180 دقيقة)

  1. 0:00 مراجعة مراجعة + لماذا البيانات أهم من الحساس؟ 10 د
  2. 0:10 شرح Python للبيانات: Jupyter، Series و DataFrame، NumPy 30 د
  3. 0:40 تطبيق Lab: استكشاف بيانات المزرعة خطوة بخطوة 35 د
  4. 1:15 استراحة استراحة 10 د
  5. 1:25 مشروع المشروع الجاهز: كشف فترات الجفاف والتقرير الأسبوعي 30 د
  6. 1:55 ميداني ميداني/تحليلي: أسبوع من عقد المزرعة نفسها 25 د
  7. 2:20 مشروع كتابة التقرير الإحصائي + عرض النتائج 30 د
  8. 2:50 تقييم اختبار سريع + الواجب 10 د

الأدوات والمكونات

Python 3.10+Jupyter Notebook / VS Codepandas, numpy, matplotlibبيانات المزرعة (CSV)farm.db من منصة Smart Farm

قبل السيشن

  • pip install pandas numpy matplotlib jupyter
  • حمّل agritech-datasets.zip و agritech-ai-projects.zip وفكّهما في مجلد واحد (datasets و projects بجوار بعض).

قاموس المصطلحات (Glossary)

DataFrameإطار البيانات

جدول بأعمدة مسماة — مثل ورقة Excel داخل Python.

Seriesسلسلة

عمود واحد بفهرس.

DatetimeIndexفهرس زمني

فهرس من تواريخ يسمح بـ resample والقص بالتاريخ.

resampleإعادة التشكيل الزمني

تجميع لفترات: D يومي، W أسبوعي، MS شهري.

groupbyالتجميع حسب

حساب إحصاء لكل مجموعة (ساعة، عقدة، شهر).

Descriptive statisticsالإحصاء الوصفي

المتوسط، الانحراف المعياري، الأدنى، الأعلى، الربيعيات.

Quantile / Percentileالمئين

القيمة التي يقل عنها X% من البيانات.

ET0البخر-نتح المرجعي

كمية الماء التي يفقدها محصول مرجعي (نجيل) — FAO-56.

Water balanceالميزان المائي

المطر − البخر-نتح: سالب = عجز يجب تعويضه بالري.

Reanalysisإعادة التحليل

بيانات مناخية محسوبة من نماذج + أرصاد (ERA5) لأي موقع.

Boolean maskقناع منطقي

سلسلة True/False لاختيار صفوف تحقق شرطاً.

Diurnal cycleالدورة اليومية

تغير المتغير على مدار ساعات اليوم.