برآورد کسر پوشش گیاهی چغندرقند با استفاده از تصویربرداری پهپادی و روشهای جداسازی تصویر

کسر پوشش گیاهی یکی از مهم ترین معیارهای بررسی رشد و عملکرد گیاه بوده و یکی از داده های ورودی اکثر مدل های گیاهی به شمار می رود. کسر پوشش گیاهی سهولت بیش تری برای اندازه گیری نسبت به سایر روش ها که وابسته به بازدید میدانی یا پردازش تصاویر در خارج از محدوده طیفی مرئی هستند، دارد. در این مطالعه، از تصاویر پهپادی مزرعه چغندرقند در فصل زراعی ۱۳۹۵-۱۳۹۴ و در چهار تاریخ از اواخر اردیبهشت تا اوایل تیر در پژوهشگاه علوم گیاهی Lindau سوئیس استفاده شد. ابتدا عملکرد ترکیب شش شاخص گیاهی در ترکیب با سه گونه الگوریتم آستانه گذاری مختلف برای جداسازی پیکسلهای پوشش گیاهی چغندرقند از سایر پیکسلهای پسزمینه تصویر، مورد ارزیابی قرار گرفت. سپس از میان ۱۸ روش مورد بررسی، ۶ روش برتر برای مقایسه با مقادیر واقعی زمینی در ۳۰ ناحیه مختلف مزرعه و در چهار تاریخ از ابتدای چهار برگی شدن تا انتهای شش برگی شدن مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد سه شاخص ExG، GLI و RGBVI و دو الگوریتم آستانه گذاری Otsu و Ridler-Calvard بهترین عملکرد را در جداسازی پوشش گیاهی داشتند. آماره های ارزیابی NRMSE و R۲ برای روش ExG&Otsu به عنوان دقیقترین روش، بهترتیب ۱۳/۵ درصد و ۹۶/۰ به دست آمد. هم چنین روش RGBVI&RC با مقادیر NRMSE و R۲ به ترتیب، برابر با  ۱۸/۸ درصد و ۸۷/۰ کم ترین دقت را برای برآورد پوشش گیاهی در ارزیابی اولیه نشان دادند. مقایسه شاخصهای آماری نشان داد دو روش ExG&Otsu و ExG&RC با عملکرد یکسان، بیش ترین همبستگی را با واقعیت زمینی داشتند. هم چنین روش GLI&Otsu کم ترین خطا را نسبت به داده های واقعیت زمینی داشت.

کلیدواژه ها:

آستانه گذاری ، شاخص تمایزدهنده پوشش گیاهی ، فاصله ماهالانوبیس ، طبقه بندی نظارت شده