امکان سنجی تخمین تنش آبی پنبه بر اساس شاخص های طیفی تصاویر ماهواره لندست و سنتینل ۲

سابقه و هدف: کمبود آبی به عنوان یکی از عوامل تنش محصول پنبه، یک واکنش نسبت به تغییراتی است که در محیط رشد گیاه رخ می دهد و بر روی میزان بهره وری محصولات زراعی اثر منفی می گذارد که با وجود روش های مختلف مدیریت زمین های زراعی، به خوبی قابل پیشگیری است. مدیریت زمین های زراعی نیازمند استفاده از داده ها و اطلاعات کافی از بخش های مختلف اراضی زراعی بوده و در این صورت است که می توان بهره وری را به شکل قابل توجهی ارتقاء داد.مواد و روش ها: منطقه مورد مطالعه در محدوده اراضی پنبه روستاهای شیرعلی آباد و سیستانی محله از توابع بخش خدمات کشاورزی انجیرآب شهرستان گرگان در مختصات جغرافیایی "۲۲ ۵۲o۳۶ تا "۵۲ ۵۲o۳۶ عرض شمالی و "۵۵ ۲۱o۵۴ تا "۵۰ ۲۰o۵۴ طول شرقی است. پایش دقیق و مستمر محتوای رطوبتی خاک، به عنوان نماینده تنش رطوبتی خاک، با اندازه گیری های میدانی رطوبت خاک و دیگر پارامترهای محیطی (دمای محیط، دمای سطح برگ، شاخص سطح برگ و همچنین شوری)، در طی فصل رشد (اواخر اردیبهشت تا اواخر مهر) به مدت ۵ ماه صورت گرفت. پس از استخراج باندهای طیفی از تصاویر ماهواره ای لندست و سنتینل ۲، شاخص های طیفی محاسبه شدند. با استفاده از روش های رگرسیون چند متغیره خطی (MLR) و رگرسیون درختی M۵ ارتباط بین شاخص های طیفی به عنوان متغیر مستقل و رطوبت سطحی خاک به عنوان متغیر وابسته، جستجو و در نهایت مدل بهینه با بررسی معیارهای ارزیابی خطا با بیشترین دقت و کمترین خطا حاصل شد.یافته ها: مدل درختی M۵ نسبت به MLR از دقت بالاتری در برآورد تنش آبی پنبه برخوردار بود؛ بطوریکه در ماهواره لندست ضریب تبیین را از ۵۱/۰ به ۷۹/۰ افزایش، و مقدار خطا را از ۲/۴ درصد به ۹/۲ درصد کاهش داد. همچنین ماهواره لندست نسبت به ماهواره سنتینل ۲ از دقت بالاتری برخوردار بود. بطوریکه در سنتینل ۲ حداکثر ضریب تبیین ۴۶/۰ و خطای ۹/۴ درصد به دست آمد. در ماهواره لندست شاخص حرارتی LST تاثیرپذیری زیادی از تغییرات تنش آبی نشان داد و ترکیب ۳ شاخص حرارتی LST، پوشش گیاهی NDVI و شوری SI۲ با ضریب تبیین ۷۶/۰ و مقدار درصد خطای ۳/۳، نتایج قابل قبولی را ارائه نمود.نتیجه گیری: تاثیر تنش آبی در بازتاب، در محدوده مادون قرمز و حرارتی باعث شد تا شاخص های حرارتی و آبی مانند LST، NMDI، NDWI و WI در اجرای گام به گام مدل درختی M۵ تاثیر قابل توجهی داشته باشد. بطوریکه شاخص حرارتی LST در ماهواره لندست و شاخص های آبی NDWI و NMDI در ماهواره سنتینل ۲ از نقش موثرتری در برآورد تنش آبی برخوردا بودند. اط طرفی فقدان باند حرارتی در سنتینل ۲ باعث کاهش دقت آن نسبت به ماهواره لندست شده است.

کلیدواژه ها:

رگرسیون درخت M۵ ، سنجش از دور ، شاخص های حرارتی ، ماهواره های نوری