امکان سنجی ارزیابی نسبی تنش آبی گیاه با استفاده از تصاویر ابرطیفی

اگر در مرحله ای از رشد گیاه، آب مورد نیاز به طور کامل به آن نرسد گیاه تحت تنش آبی قرار گرفته، بخشی از فعالیتهای فیزیولوژیکی آن مختل شده و منجر به کاهش محصول می گردد. در مدیریت کشاورزی، آگاهی بهنگام از میزان آب گیاه برای پایش سلامت و پیشگیری از بروز تنش آبی و به تبع آن جلوگیری از کاهش عملکرد محصولات کشاورزی عامل بسیار مهمی می باشد. استفاده از نیروی انسانی در پایش این رفتار گیاه، هزینه ی نگهداری را به میزان زیادی افزایش میدهد. با استفاده از طیف سنج های ابرطیفی و مدلسازی رفتار طیفی گیاه در رطوبت های مختلف، میتوان این مهم را به بهترین نحو انجام داد چرا که این طیف سنج ها اطلاعاتی با قدرت تفکیک طیفی بالا تولید می کنند. در واقع با بدست آوردن محتوای آب گیاه و مقایسه ی آن با اطلاعات متخصصین کشاورزی در زمینه ی آستانه ی تنش هر گیاه، درصورتیکه رطوبت گیاه از آن آستانه ی تنش کمتر باشد می توان به تنش آبی آن گیاه پی برد. با توجه به اهمیت یونجه و پراکنش وسیع آن در سطح کشور، در این پژوهش روشی جهت تخمین محتوای آب این گیاه در سطح برگ و تاج پوشش گیاهی ارائه گردید. در این پایان نامه با استفاده از اطلاعات بدست آمده از طیف سنج ابرطیفی در پایگاه داده ی lopex93 که شامل منحنی های طیفی برگ یونجه با محتوای آب مختلف است، مدلی جهت تخمین ضخامت آب معادل برگ و تاج پوشش گیاهی یونجه ارائه شده است (با بکارگیری نرم افزار winsail و منحنی های طیفی برگ، منحنی های تاج پوشش گیاهی نیز ایجاد شدند). طول موج های 970، 1240، 1450، 1600، 1940، 2200 و 2500 نانومتر به عنوان باندهای مناسب جهت طراحی مدل انتخاب شدند. به روش درونیابی تعداد منحنی های طیفی برگ و تاج پوشش به 100 عدد افزایش یافتند و شاخص هایی خطی با استفاده از ترکیب 2، 3، 4، 5، 6 و 7 باند به روش کمترین مربعات طراحی گردیدند. به منظور ارزیابی دقت مدل های طراحی شده از 50 منحنی برگ و 50 منحنی تاج پوشش استفاده شد. مقادیر rmse حاصل از پیاده سازی شاخص های طراحی شده در سطح برگ و تاج پوشش گیاهی نشان می دهند که شاخص هایی با rmse کم (0=rmse) می توانند به عنوان شاخص های تخمین ewt در سطح برگ و تاج پوشش گیاهی در کاربردهای زمینی مورد استفاده قرار بگیرند. جهت طراحی شاخصی در سطح تاج پوشش گیاهی یونجه برای تصویر هایپریون، با توجه به اینکه عملیات smoothing بر روی باندهای تصویر موجود انجام شده بود، با استفاده از فیلتر میانگین منحنی های تاج پوشش گیاهی موجود را هم smooth کرده و سپس به آنها نویز اضافه نمودیم. این نویز در واقعیت می تواند اثر زاویه ی برگ، اثر برق خورشید روی برگ، اثر سایه، اثر شاخ و برگ و اثر خاک پس زمینه باشد. چون تصویر هایپریون موجود فاقد داده های زمینی بود، مقایسه ای با مقادیر واقعی انجام نشد و نتایج با شاخص های متداول مقایسه گردیدند و نشان دادند که مقادیر ewtcanopy و شاخص wi همبستگی مطلوبی با یکدیگر ندارند (با ضریب همبستگی 19/0). در مقابل همبستگی نسبتاً خوبی با ضریب همبستگی 62/0 میان ewtcanopy و شاخص های msi و ndii وجود دارد و ضریب همبستگی میان ewtcanopy و شاخص ndwi، 41/0 می باشد.