نشریه آبیاری و زهکشی ایران

نشریه آبیاری و زهکشی ایران

پایش مکانی و زمانی شاخص‌های گیاهی و ضریب گیاهی پایه ذرت با کاربرد تصاویر ماهواره‌ای سنتینل-2

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 گروه علوم و مهندسی آب دانشگاه تبریز
2 بخش تحقیقات خاک و آب، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی آذربایجان شرقی، سازمان تحقیقات، آموزش و ترویج کشاورزی
3 گروه علوم و مهندسی آب دانشکده کشاورزی دانشگاه تبریز
چکیده
در پژوهش حاضر، با اجرای یک مطالعه تلفیقی سنجش از دوری- زمینی در ایستگاه تحقیقات کشاورزی دانشگاه تبریز، اقدام به پایش برخی شاخص‌های گیاهی و ضریب پایه گیاهی ذرت گردید. این پایش در طول یک دوره کامل فصل رشد یعنی از بازه زمانی اوایل مرداد تا اواخر مهرماه 1402 با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای سنتینل 2 انجام شد. شاخص‌های پوشش گیاهی شامل NDVI، SAVI، فرکشن پوشش گیاهی (FVC) و LAI برآورد و بر اساس آن‌ها ضریب گیاهی پایه (Kcb) برآورد شد. بررسی تغییرات زمانی و مکانی شاخص‌های مورد مطالعه، الگوی نسبتاً منسجمی از استقرار، توسعه و زوال ذرت علوفه‌ای را در طول فصل رشد در منطقه نشان داد. مقایسه مقادیر LAI اندازه‌گیری شده با مقادیر حاصل از تصاویر ماهواره‌ای نشان داد که برآورد LAI از مقادیر حداکثر ماهواره‌ای با NRMSE برابر 15.1 درصد و شاخص توافق ویلموت (d) معادل 0.94، انطباق بهتری نسبت به برآورد آن از میانگین ماهواره‌ای باNRMSE برابر 26.8 درصد و d معادل 84/0 دارد. بررسی شاخص گیاهی پایه نیز نشان داد که این شاخص همگام با دوره‌های رشد ذرت، روند افزایشی داشته و مقادیر Kcb در اواسط دوره به حداکثر مقدار یعنی30/1 رسیده است. مقایسه ضرایب گیاهی پایه حاصل شده از تصاویر ماهواره‌ای با مقادیر پیشنهادی روش فائو نیز با ضریب همبستگی 76/0 همبستگی نسبتاً خوبی با هم داشتند. بررسی شاخص های آماری NSE و d بترتیب با مقادیر0.53 و 0.86 نیز نشان داد روش ماهواره‌ای در حد متوسط و خوب نسبت به روش فائو ضریب گیاهی را تخمین زده است. در مجموع، می‌توان نتیجه گرفت سنتینل 2 پتانسیل مناسبی برای پایش مکانی و زمانی وضعیت رشد گیاه برآورد اولیه ضریب گیاهی پایه دارد، کمک به مدیریت آبیاری در منطقه است، اما برای استفاده عملیاتی در برنامه‌ریزی آبیاری، کالیبراسیون و اعتبارسنجی مستقل محلی ضروری است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Spatiotemporal monitoring of the vegetation indices and the maize basal crop coefficient by Sentinel 2 satellite imagery

نویسندگان English

Aylar Mohammadi 1
Reza Hassanpuor 2
Saeed Samadianfard 1
Abolfazl Majnooni-Heris 3
1 Department of Water Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
2 Researcher, Soil and Water, Research Department, East. Azerbaijan Agricultural and Natural Resources Research and Education Center, Agricultural Research, Education and Extension Organization (AREEO), Tabriz, Iran
3 Department of Water Engineering, University of Tabriz, Tabriz, Iran
چکیده English

This study used an integrated remote sensing–field investigation in the agricultural research station of the University of Tabriz to monitor several vegetation indices and to estimate the basal crop coefficient of maize. This monitoring was carried out, by means of images from Sentinel-2. Vegetation indices including NDVI, SAVI, FVC and LAI were derived and used for estimation of Kcb. An analysis of the temporal and spatial variation of the indices studied showed a relatively homogeneous pattern representing the establishment, development and senescence of forage maize during the period of the study area. A comparison of the LAI measured in the field and the LAI derived from satellite images showed that the LAI estimated from the highest satellite values showed a better agreement with the field values, resulting in an NRMSE of 15.1 percent and Willmott agreement index (d) of 0.94, compared to the LAI estimated from the average satellite values, resulting in an NRMSE of 26.8 percent and d index of 0.84. The results also showed that the Kcb followed a rising trend according to the growth stage of maize and reached a maximum value of 1.30 in the mid-growing period. The comparison of the Kcb values derived from satellite images with the values proposed by FAO showed moderate to good agreement with a correlation coefficient of 0.76. However, other statistical indicators showed a slight error in reproducing the detailed variations in the crop coefficient. The assessment of the NSE and d with respective values of 0.53 and 0.86, further indicated that the satellite- approach estimated the crop coefficient at a moderate-to-good level of agreement compared to the FAO method. Overall, the results indicate that Sentinel-2 images have acceptable potential for monitoring crop growth conditions and can provide useful information for irrigation management, provided that local calibration is recommended.

کلیدواژه‌ها English

NDVI
SAVI
سنجش از دور
ضرایب گیاهی
متغیرهای بیوفیزیکی

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 17 شهریور 1405