تخطَّ إلى المحتوى
نافيرا تك NAVERA TECH
  1. KFS × Navera
  2. IoT & AI for Smart Agriculture
  3. السيشن 15
15/ 22 الأسبوع 7-8 · تحليل البيانات وتعلم الآلة 3 ساعات

أساسيات تعلم الآلة في الزراعة

Machine Learning Basics in Agriculture

الانحدار (Regression) للتنبؤ برطوبة التربة والبخر-نتح، والتصنيف (Classification) لحالة التربة (جاف/رطب/مشبع)، مع تقسيم زمني صحيح للتدريب والاختبار، ومقاييس MAE و RMSE و Accuracy — والأهم: المقارنة دائماً بنموذج مرجعي بسيط (Baseline). نبني نموذجاً يتنبأ برطوبة التربة بعد 6 ساعات.

Overview

نظرة عامة على السيشن

بنهاية السيشن ستكون قادراً على

  • تفرّق بين Supervised learning بنوعيه: Regression (رقم) و Classification (فئة).
  • تبني Features من السلاسل الزمنية (Lags، Rolling، الساعة) و Target مزاح للمستقبل.
  • تقسم البيانات زمنياً (تدريب 2023 / اختبار 2024) وتفهم لماذا لا نخلط عشوائياً.
  • تقيم بـ MAE / RMSE / Accuracy وتقارن دائماً بـ Baseline.
  • تفهم نموذج الميزان المائي FAO-56 كأساس زراعي لعتبات الري.

التطبيق في مزرعة الكلية

التنبؤ برطوبة تربة الحقل بعد 6 ساعات وبالبخر-نتح للغد من بيانات الطقس الحقيقية لموقع المزرعة، وتحويل التوقع إلى احتياج مائي بالمتر المكعب للفدان، ثم تجربة نفس الفكرة على بيانات عقدة فريقك.

المُخرج (Deliverable)

نموذج أولي مُدرب وقابل للتقييم (soil_moisture_6h_rf.joblib) مع جدول مقارنة بالـ Baseline، وتفسير زراعي للنتائج.

خطة السيشن (180 دقيقة)

  1. 0:00 مراجعة مراجعة: البيانات النظيفة 10 د
  2. 0:10 شرح ما هو تعلم الآلة؟ انحدار وتصنيف، تدريب/اختبار، Overfitting، المقاييس 30 د
  3. 0:40 محاكاة الميزان المائي FAO-56: كيف نعرف متى نروي؟ + محاكي المقاييس 25 د
  4. 1:05 استراحة استراحة 10 د
  5. 1:15 تطبيق Lab: نموذج انحدار لرطوبة التربة بعد 6 ساعات 35 د
  6. 1:50 مشروع المشروع الجاهز: s15 — ثلاث تجارب ونتائجها الحقيقية 30 د
  7. 2:20 ميداني تطبيقي: نموذج على بيانات عقدة فريقك 30 د
  8. 2:50 تقييم اختبار سريع + الواجب 10 د

الأدوات والمكونات

scikit-learnpandas, numpyjoblibprojects/ai (common.py + s15)بيانات المزرعة

قاموس المصطلحات (Glossary)

Machine Learningتعلم الآلة

الحاسوب يتعلم العلاقة من أمثلة بدلاً من قواعد نكتبها يدوياً.

Supervised learningالتعلم الموجّه

أمثلة لها إجابة معروفة (Label).

Featureميزة / مدخل

متغير يستخدمه النموذج: الحرارة، رطوبة الأمس.

Target / Labelالهدف

ما نريد التنبؤ به: الرطوبة بعد 6 ساعات.

Regressionانحدار

التنبؤ برقم مستمر.

Classificationتصنيف

التنبؤ بفئة (dry / moist / wet).

Train / Test splitتقسيم تدريب/اختبار

ندرّب على جزء ونقيّم على جزء لم يره النموذج.

Baselineالنموذج المرجعي

أبسط تنبؤ ممكن (القيمة الحالية) — يجب التفوق عليه.

MAEمتوسط الخطأ المطلق

متوسط |الحقيقي − المتوقع| بنفس الوحدة.

RMSEجذر متوسط مربع الخطأ

يعاقب الأخطاء الكبيرة أكثر من MAE.

Random Forestالغابة العشوائية

مجموعة أشجار قرار تصوّت — قوي ولا يحتاج تطبيعاً.

Overfittingالإفراط في التعلم

النموذج يحفظ بيانات التدريب ويفشل على الجديد.