فهرست مطالب

فصلنامه سنجش از دور و GIS ایران
سال چهاردهم شماره 4 (پیاپی 56، زمستان 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/10/28
  • تعداد عناوین: 7
|
  • بهروز مرادی*، عباسعلی مهربان، مرتضی محمدی صفحات 1-18
    فرود اتوماتیک یکی از موضوعات و چالش های مهم در حوزه کنترل و اتوماسیون پهپادهای بدون سرنشین است. توسعه الگوریتم های فرود اتوماتیک نیازمند تعیین موقعیت پهپاد نسبت به محل فرود است که این کار، در حوزه های پردازش تصویر، به تشخیص دقیق و سریع محل فرود نیاز دارد. ازجمله روش های معمول، در این زمینه، طبقه بندی کننده آبشاری و تناظریابی و قطعه بندی تصویر است که به نظر می رسد، با تغییرات آب و هوایی و مقیاس متفاوت، این الگوریتم ها با چالش مواجه شوند. از طرف دیگر، در سال های اخیر شبکه های کانولوشنی عمیق به منزله مدل هایی قوی به منظور شناسایی و تشخیص اشیا در تصاویر به کار رفته اند؛ بااین حال با توجه به بار محاسباتی زیاد، این مدل ها هنوز در حوزه پرنده های بدون سرنشینی که از لحاظ سخت افزاری سبک اند و قدرت پردازش ضعیفی دارند، کاربرد جدی نیافته اند. هدف این مقاله مقایسه دو روش شبکه های عمیق کانولوشنی و طبقه بندی کننده آبشاری برای تشخیص آنی محل فرود است. نتایج عملی کردن روش ارایه شده روی یک پرنده Parrot AR Drone2.0 نشان می دهد که شبکه های کانولوشنی در مقابل دوران، مقیاس، انتقال و حتی پنهان شدگی پایداری بسیار زیادی دارند. دقت تشخیص در این روش 1/99 است که، در قیاس با روش طبقه بندی کننده آبشاری، 3% بیشتر است و درعین حال از لحاظ سرعت نیز، مناسب کاربردهای آنی است.
    کلیدواژگان: یادگیری عمیق، فرود اتوماتیک، پرنده های بدون سرنشین
  • زهره رودسرابی، علی سام خانیانی*، عباس کیانی صفحات 19-52

    مطالعات متعددی که طی چندین دهه اخیر درمورد پدیده آتش سوزی انجام شده، مجموعه گسترده ای از داده های ورودی و روش های اجرا و ارزیابی را فراهم کرده است. بااین حال این مجموعه گسترده نتایج و تحقیقات، به صورت ساختاریافته، به منظور ارایه نقشه راه به کاربران جدید این حوزه و راهنمایی در زمینه کاربردها و شرایط گوناگونی فراهم آمده است که تا کنون تحلیل نشده اند. به عبارتی دیگر، خلا تحقیقی منسجم درمورد عملکرد نسبی فرایندهای گوناگون سنجش از دور در این حوزه، به منظور تولید اطلاعات متفاوت و مرتبط با کاربری ها، احساس می شود. برای رفع این خلا، در این تحقیق، تحلیلی نسبتا جامع از مطالعات انجام شده درباره آتش سوزی در نشریات سنجش از دور صورت پذیرفته است. چند عامل کلی مورد ارزیابی در مطالعات پیش، حین و پس از آتش سوزی، تغییر در داده های ورودی، بررسی الگوریتم ها و توسعه آنها بودند زیرا تحلیلگران می توانند این عوامل را کنترل کنند تا دقت نهایی تحلیل ها و نتایج حاصل را بهبود بخشند. یکی از مسایل مهم در موضوع آتش سوزی، پس از شناسایی و کشف آتش، با توجه به تغییرات دایمی ایجادشده در ساختار و ترکیب پوشش گیاهی، بررسی نحوه بازیابی پوشش گیاهی و میزان رشد آن طی سالیان پس از آتش سوزی است. براساس بررسی انجام شده درباره مطالعات آتش سوزی در کشور، حدود 48% از این پژوهش ها به شناسایی و گسترش آتش سوزی و حدود 52% دیگر به احیا و بازیابی پرداخته اند. در بررسی تحقیقات درباره مطالعات شناسایی، مشخص شد که تقریبا 5% از آنها با استفاده از روش های یادگیری و 43% دیگر با روش های سنتی انجام شدند. درعین حال از سهم مرتبط با مطالعات احیا نیز، تقریبا 21% به بررسی پوشش گیاهی و 31% به بررسی خاک زیر سطح آتش پرداختند. یافته های این تحقیق می تواند به محققان، برای تصمیم گیری در انتخاب داده ها و الگوریتم های مورد استفاده، با توجه به هدف مطالعه، در شاخه های گوناگون مطالعات مرتبط با آتش سوزی کمک موثری برساند. بااین حال تحلیلگران می توانند، علاوه بر این دستورالعمل های کلی، ترجیحات شخصی یا مزایای الگوریتم ویژه ای را که ممکن است به برنامه ای خاص مربوط باشد، در نظر بگیرند.

    کلیدواژگان: آتش سوزی، فتوگرامتری و سنجش از دور، تصویر ماهواره ای، پارامترهای محیطی، بازیابی پوشش گیاهی
  • محمد طاوسی، مهدی وفاخواه*، وحید موسوی صفحات 53-70
    با توجه به اهمیت داده های هواشناسی و وجود محدودیت داده برداری در ایستگاه های زمینی، فن سنجش از دور می تواند نقش مهمی در تهیه این داده ها ایفا کند. هدف از این پژوهش ارزیابی کمی دمای سطح زمین (LST) حاصل از تصاویر سنجنده مادیس، برای تخمین دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در حوضه آبخیز طالقان است. برای این منظور، داده های دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه سه ایستگاه هواشناسی زمینی و مقادیر LST روز و شب و NDVI سنجنده مادیس، متعلق به دوره زمانی 2009 تا 2015، دریافت و تهیه شد. سپس با استفاده از روش رگرسیون خطی چندگانه، بین هریک از متغیرهای موثر و دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در ایستگاه های زمینی، ارتباط برقرار شد. نتایج نشان داد که بین دمای هوای بیشینه و کمینه روزانه در ایستگاه های زمینی، با LST روز و شب و NDVI حاصل از سنجنده مادیس، همبستگی معنی داری وجود دارد؛ بنابراین از این متغیر ها در روابط رگرسیونی استفاده شد. نتایج حاصل از اعتبارسنجی نشان داد روابطی که با همه متغیرهای موثر ایجاد شده است بیشترین صحت را دارد؛ به طوری که بهترین مدل در تخمین بیشینه دمای هوای روزانه، دارای مقادیر ، NSE و RMSE، به ترتیب 75/0، 75/0 وC 7/4+ و درمورد کمینه دمای هوای روزانه، به ترتیب 71/0، 71/0 و  C 9/2+ است؛ ازاین رو می توان با تبدیل دمای سطح زمین حاصل از تصاویر سنجنده مادیس، دمای هوا را با دقت بالا در مقیاس روزانه و ماهیانه، برای استفاده در پژوهش های گوناگون، تخمین زد.
    کلیدواژگان: دمای هوا، دمای سطح زمین، شاخص پوشش گیاهی، ماهواره آکوا و ترا
  • نسترن نظریانی*، اصغر فلاح، حبیب الله رمضانی موزیرجی، حامد نقوی، حمید جلیلوند صفحات 71-86

    گردآوردی اطلاعات میدانی دقیق، به منظور مدیریت پایدار مناطق جنگلی، مستلزم صرف زمان و هزینه بالایی است؛ بنابراین استفاده از روش های نمونه برداری و تصاویر ماهواره ای جایگزین مناسبی برای این کار خواهد بود. هدف پژوهش حاضر تاثیر طرح های گوناگون نمونه برداری خوشه ای در برآورد مشخصه های کمی جنگل های سامان عرفی اولادقباد شهرستان کوهدشت، استان لرستان، با استفاده از تصاویر سنجنده سنتینل 2 است. به منظور برآورد مشخصه های مورد بررسی، 150 خوشه در قالب شش طرح (مثلث، مربع، ستاره ای 1، خطی، ال شکل و ستاره ای 2) در منطقه ای به مساحت تقریبی 4500 هکتار ایجاد شد. هر خوشه شامل چهار ریزقطعه نمونه، با مساحت هفتصد مترمربع (شعاع ریزقطعه نمونه دایره ای برابر با پانزده متر و فاصله بین ریزقطعه نمونه ها از هم، شصت متر) بود. سپس در هر ریزقطعه نمونه ، مشخصه های تعداد و مساحت تاج درختان اندازه گیری شد. پس از پیش پردازش و پردازش تصاویر (تجزیه مولفه اصلی، آنالیز بافت و ایجاد شاخص های گیاهی)، ارزش های رقومی متناظر با قطعات نمونه زمینی از باندهای طیفی استخراج و به منزله متغیرهای مستقل، در نظر گرفته شد. مدل سازی با استفاده از روش های ناپارامتریک جنگل تصادفی، ماشین بردار پشتیبان و نزدیک ترین همسایه انجام شد. نتایج نشان داد میانگین تراکم در هکتار 51 اصله و سطح تاج پوشش 3294 مترمربع در هکتار است. نتایج اعتبارسنجی نشان داد که درمورد هر دو مشخصه تراکم و سطح تاج پوشش، الگوریتم جنگل تصادفی به همراه طرح های نمونه برداری خطی و ستاره ای 2، به ترتیب با درصد مجذور میانگین مربعات خطا 00/46 و 44/10 و اریبی (02/0- و 82/2%)، عملکرد بهتری در مدل سازی داشته است. به طورکلی نتایج اعتبارسنجی مشخص کرد استفاده از طرح های متفاوت نمونه برداری خوشه ای، روش های مدل سازی ناپارامتریک جنگل تصادفی و تصاویر سنجنده سنتینل 2 کارآیی بهتری در برآورد مشخصه تاج پوشش دارد اما، در مقابل، عملکرد مناسبی در برآورد تعداد در هکتار را نداشته است.

    کلیدواژگان: استان، جنگل اولادقباد، جنگل تصادفی، روش های ناپارامتریک، سنجش از دور، نمونه برداری خوشه ای
  • عطا امینی، مهدی کرمی مقدم*، محمدحسین سدری، سمیه کاظمی صفحات 87-102

    در سال های اخیر، با تغییر کاربری و توسعه اراضی کشاورزی در حوضه های کشور، میزان فرسایش و تولید رسوب افزایش یافته است. با توجه به اینکه در بیشتر زیرحوضه ها، آمار ایستگاه های رسوب سنجی به صورت درازمدت ثبت نشده است، برآورد میزان رسوب و فرسایش با مشکلاتی مواجه است. هدف از این پژوهش تعیین عوامل موثر در فرسایش و رسوب و تعیین مقادیر کمی فرسایش در حوضه آبخیز خورخوره در استان کردستان است. به این منظور، ابتدا با استفاده از نقشه های توپوگرافی، زمین شناسی و عکس های هوایی در محیط GIS، نقشه نوع و گونه های فرسایش تهیه شد و این نقشه ها، با بررسی های صحرایی، تدقیق و ارزیابی شدند. براساس مدل MPSIAC، عوامل نه گانه موثر در فرسایش درمورد تمامی زیرحوضه ها، به تفکیک بررسی شد و امتیازات هر عامل به دست آمد. با جمع امتیازات عوامل، درجه رسوب دهی برای هر زیرحوضه تعیین و سپس مقدار رسوب و فرسایش ویژه و فرسایش کل در هر زیرحوضه محاسبه شد. نتایج نشان داد عوامل توپوگرافی و وضعیت فعلی فرسایش بیشترین نقش و عامل آب وهوا کمترین نقش را در میزان رسوب دهی حوضه دارند. طبق نتایج، 92% کل حوضه دارای درجه رسوب دهی زیاد در کلاس فرسایش درجه چهار است. نسبت رسوب تحویلی حوضه (SDR) بین 32 تا 50% متغیر است. کمترین و بیشترین مقدار فرسایش ویژه در زیرحوضه های متفاوت، به ترتیب معادل 10 و 35 تن بر هکتار در سال، به دست آمد. مقدار رسوب ویژه و فرسایش ویژه کل حوضه نیز، به ترتیب 4/6 و 4/17 تن بر هکتار در سال، حاصل شد.

    کلیدواژگان: روش MPSIAC، سامانه GIS، رسوب، فرسایش، مدیریت حوضه
  • کمال امیدوار*، معصومه نبوی زاده، احمد مزیدی، حمید غفاریان، پیمان محمودی صفحات 103-118

    پایش خشکسالی، به منظور هشدار سریع برای خطر خشکسالی، بسیار حیاتی و مهم است. در این پژوهش، سعی شده است که شاخص پایش خشکسالی VDI براساس باندهای متفاوت داده های ماهواره ای مادیس، با تفکیک مکانی متوسط، توسعه یابد. شاخص VDI به تنش آب در گیاهان می پردازد. مطالعات طیفی نشان داده است که بازتابندگی باند فروسرخ موج کوتاه (SWIR) با محتوای آب برگ ارتباط منفی دارد و به دلیل حساس بودن SWIR به محتوای آب برگ، در ایجاد شاخص های گوناگون سنجش از دور، ازجمله VDI و به منظور شناسایی محتوای آب گیاهان، کاربرد گسترده ای دارد. این پژوهش نقشه های خشکسالی شاخص VDI را براساس میزان حساسیت به رطوبت، با استفاده از بازتابش باند های 5 و 6 فروسرخ موج کوتاه SWIR (VDI5 و VDI6) مادیس، ارزیابی کرده است. بدین منظور از تصاویر ماهواره ای مادیس و داده های بارش ماهیانه مدل جهانی GLDAS، در محدوده استان سیستان و بلوچستان در دوره زمانی نوزده ساله ای (2018-2000) استفاده شد. برای ارزیابی دقت نقشه های محاسبه شده براساس دو باند، ضریب همبستگی پیرسون به کار رفت. نتایج همبستگی بالایی را میان شاخص VDI6 و داده های بارش نشان داد و مشخص شد که باند 6 موج کوتاه فروسرخ، در استان سیستان و بلوچستان، به شرایط خشک خاک بیشترین واکنش را نشان می دهد؛ ازاین رو این مطالعه استفاده از شاخص VDI براساس باند 6 را برای شناسایی زودهنگام و نظارت بر خشکسالی کشاورزی در برنامه های عملیاتی مدیریت خشکسالی، پیشنهاد می کند.

    کلیدواژگان: خشکسالی، شاخص خشکسالی پوشش گیاهی VDI، باند های فروسرخ موج کوتاه SWIR، داده های بارش مدل جهانی GLDAS، استان سیستان و بلوچستان
  • علی صادقی*، سهام میرزایی، ساغر چاخرلو، مهدی غلام نیا، حسینعلی بهرامی صفحات 119-134
    کلروفیل و نیتروژن برگ، به دلیل نقش مهمی که در فتوسنتز دارند، از شاخص های بیولوژیک مهم وضعیت فیزیولوژیک گیاهان به شمار می روند. توانایی در کمی سازی میزان کلروفیل و نیتروژن می تواند اطلاعات مهمی در زمینه فعالیت های کشاورزی دقیق، برنامه ریزی مدیریت منابع گیاهی و کشاورزی، و مدل سازی خدمات و قابلیت های تولید اکوسیستم تهیه کند. هدف از این مطالعه ارزیابی قابلیت شاخص ها، به منظور تخمین میزان کلروفیل و نیتروژن گندم، با استفاده از داده های طیف سنجی در سطح تاج پوشش و همچنین تعیین مناسب ترین نواحی طیفی و پدیده های جذبی است. این پژوهش در محیط گلخانه انجام شد و اندازه گیری طیفی با دستگاه طیف سنج Fieldspec-3-ASD صورت گرفت. چهار شاخص باریک باند گیاهی، در قالب دو دسته شاخص های نسبتی (NDVI، RVI و DVI) و شاخص تعدیل کننده تاثیر خاک (SAVI2) برای بازتاب طیفی و مشتق اول طیف برای کل نمونه ها، محاسبه و نتایج آنها مقایسه شد. پارامترهای عمق باند ماکزیمم، طول موج عمق باند ماکزیمم، مساحت، چولگی و پهنای کامل در نصف مقدار بیشینه، درمورد هفت پدیده جذبی محاسبه و همبستگی این شاخص ها با غلظت کلروفیل و نیتروژن گندم بررسی شد. نتایج نشان دادند، درصورتی که از طیف بازتابندگی استفاده شود، شاخص SAVI2 ارتباطی قوی تر (12/0 =RMSE، 85/0=R2) از دیگر شاخص ها با میزان کلروفیل نشان می دهد و درمورد شاخصNDVI  نیز، این ارتباط قوی تر (30/0 =RMSE، 69/0=R2) از شاخص های دیگر با میزان نیتروژن خواهد بود؛ درحالی که با استفاده از مشتق اول بازتاب طیفی شاخص NDVI نتایج بهتری ارایه می دهند. مساحت و عمق محدوده جذبی 760-430 نانومتر برای مطالعه میزان کلروفیل و نیتروژن گندم بهترین شاخص ها محسوب می شوند.
    کلیدواژگان: کلروفیل، نیتروژن، گندم، طیف سنج، شاخص باریک باند، حذف پیوستار
|
  • Behrooz Moradi *, Abasali Mehraban, Morteza Mohammadi Pages 1-18
    Autonomous landing is a key challenging in the domain of UAV navigation systems. Developing an autonomous landing system requires a precise estimation of the UAV pose relative to landing marker, particularly in vision systems this involves precise Helipad recognition. It seems that traditional approaches including cascade classifiers, image matching and segmentation techniques to have major challenges in different weather conditions and scales. On the other hand, convolutional neural networks (CNNs) have been introduced as a powerful tool in the visual recognition systems in the recent years but the high computational cost of this techniques, limited their performance in the low cost and light weight UAVs. The aim of this paper is to compare the convolutional neural networks and cascade classifier for helipad detection. The results show that CNNs are invariant under translation, rotation, scaling and occlusion. The detection accuracy of this method is 99.1 % which is 3 % more than cascade classifier while its running time is suitable for real time UAV applications.
    Keywords: Deep Learning, Autonomous landing, UAV
  • Zohreh Roodsarabi, Ali Sam Khaniani *, Abbas Kiani Pages 19-52

    Numerous studies on the phenomenon of fire over the past several decades have provided an extensive set of input data and implementation and evaluation methods. However, this vast array of results and research is structured to provide a roadmap to new users in the field and guidance on various applications and conditions that have not yet been analyzed. In other words, the absence of coherent research on the relative performance of different remote sensing processes in the fire is felt to produce various products or the resulting utilities. To fill this gap, a relatively comprehensive analysis of fire studies in remote sensing publications has been performed in this study. Some of the general factors evaluated in the pre, during, post-fire studies were the manipulation of input data, the review of algorithms, and their development, as these are factors that can be controlled by analysts to improve the Final accuracy of analyzes and results. One of the important issues in the field of fire after the identification and discovery of fire, due to the permanent changes in the structure and composition of vegetation, is to study how vegetation is restored and its growth rate during the years after the fire. According to a study of fire studies in the country, about 48% of them are related to the identification and spread of fire and the remaining 52% are related to resuscitation and recovery. In a review of research related to identification studies, it was found that approximately 5% of its share was done using learning methods and the remaining 43% was done using traditional methods. At the same time, of the study-related share of Resuscitation studies approximately 21% to examine vegetation and 31% of the soil under the fire surface. The findings of this study can be useful in helping researchers to make decisions in the selection of data and algorithms used according to the purpose of study, in different branches of studies associated with fire. However, in addition to these general guidelines, an analyst can consider personal preferences or the benefits of a particular algorithm that may be relevant to a particular program.

    Keywords: Fire, Photogrammetry, remote sensing, Satellite Imagery, Environmental parameters, Vegetation recovery
  • Mohammad Tavosi, Mehdi Vafakhah *, Vahdi Moosavi Pages 53-70
    Due to the importance of meteorological data and limitations of data gathering from ground stations, remote sensing can play an important role in the preparation of these data. The purpose of this study was to quantitatively evaluate the Land Surface Temperature (LST) obtained from Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) sensor images for estimating the maximum and minimum daily air temperature in the Taleghan watershed. For this purpose, the maximum and minimum daily air temperature data of three existing ground stations for the period 2009 to 2015 were obtained. Day and night LST and Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) values ​​of MODIS were also prepared. The relationships between each of the effective variables and maximum and minimum daily air temperature in ground stations have been extracted using multiple linear regression method. The results showed that there was a significant correlation between maximum and minimum daily temperature of ground stations with day and night LST and NDVI from MODIS sensor. Therefore, these variables were used in regression relationships. The results of validation showed that the established relationships with all effective variables had the most accuracy. Therefore, the best model for estimating the maximum daily air temperature had , NSE and RMSE values ​​of 0.74, 0.74, and +4.7, respectively and for estimating the minimum daily air temperature had 0.71, 0.72 and +2.9, respectively. Therefore, by converting the surface temperature obtained from MODIS sensor images, the air temperature can be estimated with high accuracy on a daily and monthly scales for various studies.
    Keywords: Air temperature, Aqua, Terra satellites, Land Surface Temperature, Vegetation index
  • Nastaran Nazariani *, Asghar Fallah, Habibolah Ramezani Moziraji, Hamed Naghavi, Hamid Jalilvand Pages 71-86

    Gathering accurate information for statistics requires high cost and precision. The time factor is also one of the important issues that should be seriously considered in statistics. Therefore, the use of sampling methods and satellite images will be a good alternative for this purpose. In the present study, the aim of the effect of different cluster sampling schemes in estimating the quantitative characteristics of the traditional forests of Olad Ghobad in Koohdasht township, Lorestan province using Sentinel 2 sensor images. To estimate the studied characteristics, 150 clusters in the form of six designs (triangular, square, star 1, linear, L-shaped, star 2) were implemented in the region. Then, in each subplot, the characteristics of the number and area of the tree canopy were measured. Afterimage preprocessing and appropriate image processing (principal component analysis, texture analysis, and different spectral ratios to create important plant indices), the corresponding digital values of the ground sample plots are extracted from the spectral bands and used as independent variables. Modeling was performed using nonparametric methods of random forest, support vector machine, and nearest neighbor. The results showed that the average density per hectare was 51 and the canopy area was 32.94%. The diagram of the mean squares of the error of the training and test data against the number of trees for the characteristic number per hectare and canopy showed that the optimal number of trees was obtained at approximately 75 and 350 points. The results of validation according to the percentage of squared mean squared error showed that for both density and canopy surface characteristics of random forest algorithm with linear and double star sampling designs with the squared percentage of mean squared error respectively (46.00%) and (10.44%) and Bias (-0.02%, 2.82%) along with cluster sampling designs linear and double star, respectively, had better performance in modeling. In general, the results showed that the use of different cluster sampling schemes, nonparametric modeling methods, and Sentinel2 sensor images can better performance estimate the quantitative characteristics of Zagros forests.

    Keywords: Cluster Sampling, Non-Parametric Method, Olad Ghobad Forest, Random forest, remote sensing
  • Ata Amini, Mehdi Karami Moghadam *, MohammadHossein Sedri, Somayyeh Kazemi Pages 87-102

    In recent years, with the change of use and development of agricultural lands in the country's basins, the rate of erosion and sediment production has increased. Given that in most sub-basins, the long term data of sedimentation stations have not been recorded, it is difficult to estimate the amount of sedimentation and erosion. The objectives of this study was to determine the factors influencing erosion and sedimentation and to determine the quantitative values of erosion in the Khorkhoreh watershed, Kurdistan, Iran. For this purpose, first, using topographic maps, geology and aerial photographs in GIS environment, type and shape maps of erosion were prepared and evaluated by field survey. Based on the MPSIAC model, the nine factors influencing erosion for all sub-basins were identified separately and the scores of each factor were determined. By summing the factors, the degree of sedimentation for each sub-basin was determined and the amount of sedimentation and special erosion and total erosion in each sub-basin were calculated. The results showed that the topographic factors and the current state of erosion have the most role and the weather factor has the least role in the sedimentation rate of the basin.Moreover, 92% of the total basin has a high degree of sedimentation in the fourth order erosion class. The amount of Sediment Delivery Ratio of the basin (SDR) varies between 32 and 50 percent. The lowest and highest specific erosion rates in different sub-basins were 10 and 35 ton/ha.yr, respectively. Also, the amount of special sediment and special erosion of the whole basin was 6.4 and 17.4 ton/ha.yr, respectively.

    Keywords: MPSIAC Method, GIS, Sediment, Erosion, Basin management
  • Kamal Omidvar *, Massumeh Nabavi Zadeh, Ahmad Mazidi, Hamidreza Ghaffarian Malmiri, Peyman Mahmoudi Pages 103-118

    Drought monitoring is critical for early warning of drought hazard. This study  is  attempted to develop remote sensing drought monitoring index (VDI), based on Accuracy of different bands of Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer data MODIS, VDI focuses about the vegetation water stress. Spectral studies have demonstrated that due to the large absorption by leaf water, shortwave infrared reflectance (SWIR) is negatively related to leaf water content. Being sensitive to leaf water content, SWIR is widly utilized to construct various remote-sensing indices for example VDI for reflecting vegetation water content, . In this study, Vegetation Drought Index (VDI) was evaluated Based on the sensitivity rate to moisture by shortwave infrared reflectance bands SWIR 5 and 6 (VDI5 and VDI6). The data included the MODIS sensor images from Terra satellite in a period of nineteen years from 2000 to 2018 and Precipitation data are obtained from the Global Land Data Assimilation System (GLDAS), in Sistan & Balouchestan Province, Pearson correlation coefficient was used to evaluate the accuracy of the Drought spatial distribution maps calculated based on the two bands.Results indicate high significant correlation rate between VDI6 and Precipitation data . Study also showed that shortwave infrared band 6 (SWIR) is more sensitive to agricultural drought than band 5,in Sistan and Baluchestan province . The study recommends  to use VDI index with and 6 for better early detection and monitoring of agricultural drought in operational drought management programmes.

    Keywords: Drought, VDI Vegetation Drought Index, SWIR Shortwave Infrared Bands, GLDAS Global Model Precipitation Data, Sistan & Baluchestan province
  • Ali Sadeghi *, Saham Mirzaei, Saghar Chakherlou, Mehdi Gholamnia, Hossein Ali Bahrami Pages 119-134
    Leaf chlorophyll and nitrogen, due to their important role in photosynthesis are among the major biological parameters of plant physiological status. The ability to quantify chlorophyll and nitrogen can provide important information for precision agricultural activities, plant and agricultural resource management planning, and modeling ecosystem services and production capabilities. This study aimed to assess the capability of indices for estimating the amount of chlorophyll and nitrogen in wheat using spectral data at the canopy level and also determine the most suitable spectral regions and absorption features for this purpose. This research was carried out in a greenhouse environment and the spectroscopic measurements were performed using ASD Fieldspec-3 full-range spectral spectroradiometer. Four plant band indices were classified into two groups of ratio- (NDVI, RVI, and DVI) and soil-based indices (SAVI2) for the raw spectrum and the first derivative of the spectrum for the total samples, and the results were compared. The parameters of position, depth, area, asymmetry and width were calculated for seven absorption features extracted from continuum-removed spectra, and the correlation of these indices with chlorophyll and nitrogen content of wheat was examined. The results showed that SAVI2 had a stronger correlation (RMSE = 0.12, R2 = 0.85) with the chlorophyll content NDVI (RMSE=0.30, R2=0.69) had a higher correlation with the nitrogen content, while using the first derivative with NDVI provided better results. Moreover, area and depth parameters of 430-760 nm absorption spectrum were the best indicators for estimating the amount of chlorophyll and nitrogen in wheat, respectively.
    Keywords: Chlorophyll, Nitrogen, Wheat, Narrow band index, Continuum Removal