به کارگیری الگوریتم ادغام مکانی-زمانی در استخراج شاخص های طیفی گیاه در مراحل رشد برنج (مورد مطالعه: شمال شهرستان ساری)

وجود ماهواره های پایش سطح زمین این امکان را فراهم می کند تا بتوان در مراحل مختلف رشد وضعیت سبزینگی گیاه را با کمک شاخص های گیاهی مختلف مورد بررسی قرار داد. گستردگی زمین های شالیزاری در مناطق شمالی کشور این فرصت را فراهم نموده تا پژوهش های مربتط با محصول برنج توسط فناوری های نوین امکان پذیر شود اما وجود ابرناکی در دوره های رشد گیاه منجر می شود تا اطلاعات حاصل از سنجش از دور در مناطق مرطوب با استقبال کمتری روبرو شود. وجود الگوریتم های ادغام مکانی-زمانی این فرصت را فراهم نموده است تا بتوان در دوره های ابرناکی به بازسازی تصاویر ماهواره ای پرداخته و امکان بهره گیری از داده های دورسنجی را در دوره رشد گیاهی فراهم نمود. در این پژوهش از الگوریتم ادغام مکانی- زمانی به منظور بازسازی تصاویر ماهواره های لندست 8 و سنتینل 2 در دوره رشد گیاه برنج استفاده شد تا شاخص سطح برگ به عنوان نماینده ای از سلامت و توسعه یافتگی پوشش گیاهی در مراحل مختلف رشد محاسبه شود.

برای دستیابی به اهداف این پژوهش، تصاویر ماهواره های لندست 8 و سنتینل 2 مورد استفاده قرار گرفت. در دوره ابرناکی با کمک الگوریتم STARFM تصاویر دو ماهواره بازسازی و برای استخراج شاخص های تفاوت نرمال شده گیاهی (NDVI)، رشد برنج (RGVI) و پوشش گیاهی با اصلاح خاک (SAVI) مورد استفاده قرار گرفت. به منظور برآورد شاخص سطح برگ با استفاده از تصاویر ماهواره ای رابطه ای مناسب میان شاخص های گیاهی و شاخص سطح برگ برنج (رقم طارم هاشمی) در مراحل مختلف رشد به دست آمد.

با توجه به ابرناکی در تیرماه و اوج سبزینگی گیاه برنج، استفاده از الگوریتم STARFM برای بازسازی تصاویر بسیار کارآمد بود. با کمک 15 تصویر در کل دوره رشد برنج (90 روز) چهار رابطه خطی بین شاخص های تفاوت نرمال شده گیاهی (NDVI)، رشد برنج (RGVI) و پوشش گیاهی با اصلاح خاک (SAVI) برای چهار مرحله از رشد با شاخص سطح برگ ایجاد شد که بالاترین و پایین ترین ضریب همبستگی بین شاخص های سنجش از دوری و شاخص سطح برگ به ترتیب 96/0 برای شاخص NDVI در مرحله نشا و رسیدن و 75/0 برای شاخص RGVI در مرحله نشا مشاهده شد. همچنین نقشه تغییرات شاخص سطح برگ برای هر دو ماهواره در دوره رشد زراعی به خوبی تغییرات سبزینگی پوشش برنج را نمایش داد.

در مجموع به نظر می رسد با استفاده از داده های ماهواره ای و بازسازی تصاویر در روزهای ابرناکی، می توان به شاخص سطح برگ با دقت بالایی دست یافت و اطلاعات مختلف همچون سن و مرحله رشد را برای گیاه برنج استخراج نمود.