یک مدل فیزیکی مقیاس پذیر مبتنی بر سنجش از دور در برآورد عملکرد محصول مزارع برنج

گیاه برنج یکی از مهمترین محصولات استراتژیکی در کشور ایران محسوب می شود. از دیگر سو، کشاورزی طیف گسترده ای از امکانات و در عین حال مشکلات زیست محیطی را  ایجاد می کند. درنتیجه، تحقیقاتی که به تولید و توسعه پایدار در این حیطه کمک کنند، حایز اهمیت هستند. هدف اصلی از این پژوهش طراحی و توسعه مدل مقیاس پذیر عملکرد برنج مبتنی بر سنجش از دور و پردازش داده های ماهواره ای است.

در این مطالعه، از چندین تصویر مختلف، موجود در سامانه گوگل ارث انجین (Google Earth Engine) برای تخمین عملکرد برنج در مقیاس های مختلف زمانی (فصول رشد مختلف) و مکانی (وضوح 30 متر تا مقیاس های منطقه ای) استفاده شد. سپس یک مدل کارایی استفاده از نور (LUE) مبتنی بر سنجش از دور را اجرا نموده و در آن تنش های محیطی غیرزنده را وارد نمودیم. این مدل فیزیکی در برابر داده های عملکرد اندازه گیری شده زمینی، در سال های زراعی 1395، 1396 و 1398 در 691 مزرعه برنج در استان گیلان ارزیابی شد.

نتایج، همبستگی مثبت و تطابق قابل توجهی بین مقادیر محاسباتی و مشاهداتی نشان داد، بطوریکه در سال های زراعی مورد مطالعه، میانگین ضریب همبستگی (R) و شاخص توافق (d) برابر با55/0 بدست آمد. میانگین RMSE برابر با 500 کیلوگرم در هکتار، میانگین MAE برابر با 440 کیلوگرم در هکتار، و میانگین NRMSE برابر با 0.12، حاکی از دقت مناسب مدل در برآورد عملکرد محصول در این مکان ها و سال هاست. مدل ارایه شده، تغییرپذیری مناسب مقادیر عملکرد را در مقیاس مزرعه نشان داد.

بهره گیری از سنجش از دور در محیط GEE به عنوان ابزاری مفید جهت تخمین عملکرد محصول در مقیاس های مختلف زمانی و مکانی، مورد تایید قرار گرفت. مدل حاضر می تواند در طیف وسیعی از کاربردها مانند مدیریت کشاورزی و بیمه محصولات کشاورزی مورد استفاده قرار گیرد.