برآورد شاخص سطح برگ ذرت علوفه ای با استفاده از شاخص های گیاهی مستخرج از تصاویر ماهواره ای

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی آبیاری و آبادانی، پردیس کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه تهران، کرج، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی و منابع طبیعی، دانشگاه بین‌المللی امام خمینی، قزوین، ایران

چکیده

شاخص سطح برگ پارامتر مهمی در کنترل فرآیندهای مختلف بین اتمسفر- گیاه- خاک بوده و به دلیل اهمیت آن در مدلسازی‌های مختلف، اندازه‌گیری سریع آن در مقیاس‌های مختلف همواره مورد توجه بوده است. استفاده از شاخص‌های گیاهی(VIs) از روش‌های مرسوم تخمین شاخص سطح برگ بوده و هریک از این شاخص‌ها حساسیت‌های متفاوتی در مقادیر مختلف شاخص سطح برگ در طول دوره رشد گیاه از خود نشان می‌دهند. هدف این مطالعه برآورد شاخص سطح برگ با استفاده از شاخص‌های گیاهی تفاضلی نرمال شده (NDVI)، نسبت ساده (SR)، شاخص گیاهی تعدیل شده خاک (SAVI)، شاخص گیاهی تعدیل شده خاک بهینه (OSAVI)، تفاوت وزن (WDVI) و شاخص طیف گسترده پویا (WDRVI) و مقایسه با مقادیر میدانی شاخص سطح برگ در طول دوره رشد گیاه ذرت علوفه‌ای تحت تراکم کشت‌های مختلف و کاربرد ماچ کاه و کلش طی فصل رشد 1399 در کرج بود. بر اساس نتایج به دست آمده حساسیت شاخص‌های گیاهی به شاخص سطح برگ در مراحل مختلف رشد یکسان نبوده و بر اساس شاخص‌های ارزیابی ضریب همبستگی(R2) و میانگین ریشه مربعات خطا (RMSE) و نویز معادل (NE) شاخص‌ OSAVI با R2 و RMSE به ترتیب معادل 91/0 و 98/0 و حساسیت بالا به عنوان شاخص برتر و شاخص SR با مقادیر R2 و RMSE معادل با 69/0 و 19/2 و NE معادل با 09/2 به عنوان ضعیف‌ترین شاخص در برآورد شاخص سطح برگ معرفی شدند. همچنین روند مشابهی بین شاخص سطح برگ میدانی و برآورد شده با استفاده از شاخص OSAVI مشاهده شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Estimation of leaf area index of maize by vegetation indices extracted from satellite imaging

نویسندگان [English]

  • saeid jalili 1
  • Masoud Parsinejad 1
  • Peyman Daneshkar Arasteh 2
1 Department of Irrigation and Reclamation Engineering, College of Agriculture and Natural Resources, University of Tehran, Karaj, Iran
2 Water Engineering, Faculty of Agriculture & Natural Recourses, Imam Khomeini International University, Qazvin, Iran
چکیده [English]

Leaf area index is an important parameter in controlling different processes between atmosphere-plant-soil and due to its importance in various modeling, its rapid measurement at different scales has been considered. The use of vegetation indices (VIs) is one of the common methods for estimation leaf area index and each of these indices shows different sensitivities in various values of leaf area index during plant growth period. The aim of this study was to estimate leaf area index using Normalized Difference Vegetation Index (NDVI), Simple Ratio (SR), Soil Adjusted Vegetation Index (SAVI), Optimized Soil Adjusted Vegetation Index (OSAVI), Weighted Difference Vegetation Index (WDVI) and Wide Dynamic Range Vegetation Index (WDRVI) and comparison with measured leaf area index during the growth period of maize under different crop densities and the application straw mulching during 2020 growing season in the Karaj. Based on the results, the sensitivity of vegetation indices to leaf area index at different growth stage weren't same and based on coefficient of determination (R2) and root mean square error (RMSE) and equivalent noise (NE), OSAVI index With R2 and RMSE of 0.91 and 0.98, respectively, and high sensitivity as the best index and SR index with the values of R2 and RMSE of 0.69 and 2.19, respectively, and NE of 2.19 as the weakest index for leaf area index prediction.. Also, a similar trend was observed between measured leaf area index and predicted LAI using OSAVI index.

کلیدواژه‌ها [English]

  • leaf area index
  • Landsat 8
  • maize
  • OSAVI
  • vegetation indices