تشخیص و پهنه بندی کیفیت نسبی خاک های کشاورزی با استفاده توأم از تصاویر ابرطیفی و gis

معمولا کمبود عنصر یا عناصر غذائی مورد نیاز گیاهان در خاک به صورت کود اضافه می گردد. توزیع کود و تزریق مواد مغذی به خاک در کشاورزی سنتی به طور صحیح انجام نمی شود و در نتیجه کمبود این مواد تنش هایی را در گیاه به وجود می آورد. برای رسیدن به محصول با کیفیت برتر و تولید بیشتر و اعمال مدیریت صحیح در امر کشاورزی، داشتن اطلاعات در مورد توزیع مکانی میزان مواد آلی و معدنی موجود در خاک و در نتیجه شناختن کیفیت خاک برای استفاده بهینه از زمین های کشاورزی الزامی به نظر می رسد. میزان کود مورد نیاز در خاک های کشاورزی بسته به نوع کشت متفاوت است. داشتن اطلاعات دقیق و بهنگام در رابطه با کود زمین می تواند در بالا بردن بهره زمین های کشاورزی مفید باشد. استفاده از کارشناسان و آزمایشگاهها برای اندازه گیری میزان کود می تواند بسیار پرهزینه و وقت گیر باشد. فن آوری سنجش از دور که براساس رفتار طیفی مواد عمل می کند، می تواند اطلاعات قابل قبولی را در مقیاسی بسیار وسیع تولید نماید. برای اینکار باید رفتار طیفی مواد افزودنی به خاک و همچنین رفتار طیفی خاک های کشاورزی مورد استفاده، شناسایی شود. هدف از این پژوهش، تولید الگوریتمی با استفاده از رفتار طیفی خاک ها برای تعیین نسبی محتوای کود در خاک های کشاورزی است. بدیهی است که تعیین مطلق این مقادیر منوط به استفاده از داده های زمینی و انجام طیف سنجی و در صورت نیاز اخذ تصاویر همزمان ماهواره ای می باشد. البته سفارش این تصاویر و انجام عملیات میدانی، مستلزم صرف هزینه و زمان زیادی است. بنابراین در این پژوهش، برای اینکه بتوان بر روی نتایج حاصل از اعمال الگوریتم ارائه شده کنترل و نظارتی دقیق داشت، از شبیه سازی داده های ابرطیفی استفاده گردید. بر طبق مطالعات انجام شده، محدوده فروسرخ نزدیک برای تشخیص مواد آلی یا کربن آلی و نیتروژن کلی نتایج موفقیت آمیزی را نشان داده است. در این پژوهش با استفاده از رفتار طیفی (در محدوده 2500-1000 نانومتر) مواد مغذی موجود در کودهای شیمیایی همچون نیترات آمونیوم، سولفات آمونیوم، نیترات پتاسیم، سوپر فسفات سه گانه، npk و همچنین طیف خاک های مساعد کشاورزی مانند خاک لوم ماسه ای، داده هایی شبیه سازی گردید. سپس سپس میزان مواد موجود در این نمونه ها توسط مدل تطبیق طیفی (spectral matching)مورد ارزیابی قرار گرفت. ارزیابی مدل حکایت از همبستگی بالای 90درصد بین میزان واقعی مواد موجود درخاک و میزان برآورد شده دارد که در شرایط موجود بسیار ارزشمند است. مدل بر روی داده های تصویر هایپریون (hyperion) اخذ شده از یک منطقه کشاورزی برای برآورد میزان کودهای موجود نیز اعمال گردید. در این پژوهش عدم قطعیت ها و عوامل تأثیرگذار بر روی نتایج مورد بحث و بررسی قرار گرفته است.