تخمین پوشش تاجی گندم با کاربرد NDVI در مناطق وسیع ایران

نوع مقاله : مقاله کوتاه

نویسندگان

1 مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی فارس، شیراز، ج. ا. ایران

2 دانشگاه شهید چمران اهواز، اهواز، ج. ا. ایران

3 دانشگاه ایالتی اوکلاهما، امریکا

4 دانشگاه آزاد ارسنجان، ارسنجان، ج. ا. ایران

10.22099/iar.2022.41206.1449

چکیده

به منظور مطالعه یک روش پیشنهادی برای تخمین پوشش تاجی از NDVI ، یک طرح تحقیقاتی در چهار مزرعه بزرگ مقیاس در جنوب ایران، در استان های فارس و خوزستان در چهار فصل زراعی از سال 1395 تا سال 1398 انجام شد. دو روش طبقه بندی تصاویر برای تحلیل تصاویر جهت برآورد پوشش تاجی بکار رفت. در هر دو روش، مقادیر R2  بزرگتر از 0/95 و مقادیر NRMSE کوچکتر از 0/15بود. یک مدل ساده همبستگی خطی بین CC و NDVI حاصل از 64 تصویر لندست 8، از سال 1395 تا 1398 بنا شد که دقت قابل قبولی داشت ( مقادیر R2 در سایت های دزفول، امیدیه، داراب، زرقان و کل مناطق با هم به ترتیب برابر 0/84، 0/85، 0/88، 0/80 و0/76 بود). با کاربرد این مدل ساده، مقادیر CC در سال زراعی 1399-1398 برآورد شد که خصوصا در کاربرد معادله کل مناطق، به مقادیر اندازه گیری شده نزدیک بود. مقدار p آماری در معادله های چهار مزرعه، کمتر از 0/03 بود. نکته کلیدی، کاربرد مدل عمومی در مناطق وسیع بود. به عنوان یک روش پیشنهادی، معادله بین پوشش تاجی و NDVI می تواند به عنوان یک روش کم هزینه با صرف زمان کم، برای مطالعات رشد گیاهی، مدل های رشد گیاهی و مدیریت رشد گیاه، در مناطق مورد مطالعه بکار رود.

کلیدواژه‌ها


Abdolalizadeh, Z., Ghorbani, A., Mostafazadeh, R., & Moameri, M. (2020). Rangeland canopy cover estimation using Landsat OLI data and vegetation indices in Sabalan rangelands, Iran. Arabian Journal of Geosciences, 13, 245-258.  
Ahmadi, K., Gholizadeh, H., Ebadzadeh, H., Hoseinpur, R., Abdeshah, H., Kazemian, A., & Rafiee, M. (2017). Iran agriculture statistics. Ministry of agriculture, IT Center. Retrieved from: http://amar.maj.ir (in Persian).
Allen, R. G., & Pereira, L. S. (2009). Estimating crop coefficients from fraction of ground cover and height. Irrigation Science, 28(1), 17-34.
Barnes, E. M., Clarke, T. R., Richard, S. E., Colaizzi, P. D., Haberland, J., Kostrzewski, M., Waller, P., Choi, C., Riley, E., Thompson, T., & Lascano, R. J. (2000). Coincident detection of crop water stress, nitrogen status and canopy density using ground based multispectral data. The Fifth International Conference on Precision Agriculture Bloomington, MN, USA, 2000. Vol. 1619
Calera, A., Martínez, C., & Melia, J. (2001). A procedure for obtaining green plant cover: relation to NDVI in a case study for barley. International Journal of Remote Sensing, 22(17), 3357-3362.
Casa, A., Ovandoa, G., Bressaninib, L., Martínezc, J., Díaza, G., Mirandad, C. (2018). Soybean crop cover age estimation from NDVI images with different spatial resolution to evaluate yield variability in a plot. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 146, 531-547.
Chianucci, F., Lucibelli, A., & DellAbate, M. T. (2018). Estimation of ground CC in agricultural crops using downward-looking photography. Biosystems Engineering, 169, 209-216.
Er-Raki, S., Chehbouni, A., Guemouria, N., Duchemin, B., Ezzahar, J., & Hadria, R. (2007). Combining FAO-56 model and ground-based remote sensing to estimate water consumptions of wheat crops in a semi-arid region. Agricultural Water Management, 87(1), 41-54.
Goodwin, A. W., Lindsey, L. E., Harrison, S. K., Paul, P. A. (2018). Estimating wheat yield with normalized difference vegetation index and fractional green canopy cover. Crop, Forage & Turfgrass Management, 4(1), 1-6.
Gutman, G., & Ignatov, A. (1998). The derivation of the green vegetation fraction from NOAA/AVHRR data for use in numerical weather prediction models. International Journal of Remote Sensing, 19, 1533-1543.
Huete, A. R, Didan, K., Miura, T., Rodriguez, E. P., Gao, X., & Ferreira, G. (2002) Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices. Remote Sensing Environment, 83, 195-213.
Johnson, L. F., & Trout, T. J. (2012). Satellite NDVI assisted monitoring of vegetable crop evapotranspiration in California’s San Joaquin Valley. Remote Sensing, 4, 439-455.
Larson, H. (2007). Linear regressions for CC estimation in Acacia woodlands using Landsat-TM, -MSS and SPOT HRV XS data. International Journal of Remote Sensing, 14, 2129-2136.
López-Urrea, R., Montoro, A., Gonzalez-Piqueras, J., Lopez-Fuster, P., & Fereres, E. (2009). Water use of spring wheat to raise water productivity. Agricultural Water Management, 96(9), 1305-1310.
Masek, J. G., Vermot, E. F., Saleous, N., Wolfe, R., Hall, F. G., Huemmrich, F., Gao, F., Kutler, J., & Lim, T. K. (2012). LEDAPS Landsat calibration, reflectance, atmospheric correction preprocessing code. Model product. Retrieved from: http://daac.ornl.gov from Oak Ridge National Laboratory Distributed Active Archive Center, Oak Ridge, Tennessee, USA http://dx. doi.org/10.3334/ORNLDAAC/1080.
Patrignani, A., & Ochsner, T. E. (2015). Canopeo: A powerful new tool for measuring fractional green CC. Agronomy Journal, 107, 2312-2320.
Prabhakara, K., Hivelyb, W. D., McCartyc, G. W. (2015). Evaluating the relationship between biomass, percent groundcover and remote sensing indices across six winter cover crop fields in Maryland, United States. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation,39, 88-102.
Steduto, P., Hsiao, T. C., Raes, D., & Fereres, E. (2009). AquaCrop-the FAO crop model to simulate yield response to water: I. Concepts and underlying principles. Agronomy Journal, 101,426-437.
Taghvaeian, S., Chávez, J. L., Hattendorf, M. J., & Crookston, M. A. (2013). Optical and thermal remote sensing of turfgrass quality, water stress, and water use under different soil and irrigation treatments. Remote Sensing, 5, 2327-2347.
Tenreiro, T., R., García-Vilab, M., G´omeza, J. A., Jim´enez-Bernia, J. A., Fereresa, E. (2021). Using NDVI for the assessment of canopy cover in agricultural crops within modelling research. Computer and Electronics in Agriculture, 182, 106038.
Trout, T. J., Johnson, L. F., & Gartung, J. (2008). Remote sensing of canopy cover in horticultural crops. Horticultural Science, 43(2), 333-337.
White, M. A., Asner, R. G., Nemani, P. R., Rivette, J. L., & Running, S. W. (2000). Measuring fractional cover and leaf area index in arid ecosystem: Digital camera, radiation transmittance, and laser altimetry methods. Remote Sensing of Environment, 74(l), 45-57.
Zhang, X., Liano, C., Li, J., & Sun, Q. (2013). Fractional vegetation cover estimation in arid and semi-arid environments using HJ-1satellite hyperspectral data. International Journal of Applied Earth Observation and Geology, 21, 506-512.