برآورد شاخص سطح برگ و رطوبت خاك با استفاده از گوگل ارث انجين و ارزيابي آن با داده‌هاي مزرعه‌اي

اصفهان : دانشگاه صنعتي اصفهان

علوم و مهندسي آب

كارشناسي ارشد

در شرايط كمبود منابع آبي، افزايش توليد با افزايش بهره‌وري آب از جمله راهكارهاي حفظ امنيت غذايي است. اطلاع از وضعيت رطوبتي خاك، نياز آبي و شرايط رشد گياه موقعيت را براي اجراي مديريت هوشمند در سطح مزرعه و دشت فراهم مي كند. از جمله پارامترهاي مهم براي مديريت هوشمند مزرعه، آگاهي از شاخص سطح برگ و رطوبت خاك است. هدف از مطالعه حاضر تعيين شاخص سطح برگ و رطوبت خاك با استفاده از تصاوير ماهواره و ارزيابي دقت آنها با استفاده از داده هاي ميداني است. بدين منظور داده هاي ميداني شاخص سطح برگ و رطوبت خاك در دشت هرمزآباد طي ماه‌هاي تير، مرداد، شهريور و مهر در كشت سيب زميني، به صورت كشت جوي و پشته تحت آبياري باراني برداشت شد. به‌طوركلي براي محاسبه رطوبت خاك با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي از 3 روش كلي استفاده شد. روش ريزمقياس گرداني تصاوير FLDAS به كمك ماهواره سنتينل-1، اين روش در سطح مزرعه و براي محاسبه رطوبت يك پيكسل دقت قابل‌قبول را نداشت. روش نيمه‌تجربي ذوزنقه اپتيكي (OPTRAM) ، در اين روش از 2 فضاي STR_EVI و STR_SAVI استفاده شد كه نتايج نزديك به هم بودند. مقدار R2 براي STR_SAVI برابر با 344/0 و براي STR_EVI برابر 337/0 به دست آمد. همچنين براي محاسبه رطوبت خاك از روش رگرسيون چندمتغيره استفاده شد و چهار مدل رگرسيوني خطي كه متغيرها شامل باندهاي سنتينل-2 و شاخص‌هاي گياهي و خاكي همچون NDVI، EVI،SAVI ، NDMI و NDRE بودند، به دست آمد. اين چهار مدل رگرسيون خطي عملكردهاي قابل‌قبولي داشتند و مدل SM1 بهترين عملكرد را در مرحله ارزيابي داشت، براي اين مدل مقادير R2 برابر 89/0، RMSE و NRMSE به ترتيب برابر 033/0 سانتي متر مكعب بر سانتي متر مكعب و 91/11 درصد بودند. در اين پژوهش براي محاسبه شاخص سطح برگ از روش رگرسيون چندمتغيره استفاده شد، متغيرها شامل باندهاي سنتينل-2 و شاخص‌هاي گياهي همچون NDVI، EVI،SAVI و NDRE بودند. چهار مدل رگرسيون خطي و 3 مدل رگرسيون غيرخطي تواني به دست آمد. دقت تمامي مدل‌ها قابل‌قبول بودند و مدل LAI2 بهترين عملكرد را در مرحله ارزيابي داشت، براي اين مدل مقادير R2 برابر 91/0، RMSE و NRMSE به ترتيب برابر با 06/1 متر مربع بر متر مربع و 5/13 در صد به دست آمد.

223533

آبياري و زهكشي

مهندسي كشاورزي

دانشگاه صنعتي اصفهان