برآورد رطوبت خاک با استفاده از مدل آگروهیدرولوژیکی swap و مقایسه آن با اندازه گیری صحرایی و ماهواره ای

رطوبت خاک یکی از مهم¬ترین متغیر¬های محیطی در مدل¬های اقلیمی، اکولوژی و آگروهیدرولوژیکی است. اندازه¬گیری رطوبت خاک در برنامه-ریزی دقیق آبیاری و استفاده بهینه از آب در مناطق خشک و نیمه¬خشک از اهمیت بالایی برخوردار می¬باشد. رطوبت خاک با استفاده از روش¬های نمونه¬برداری زمینی، استفاده از مدل¬های شبیه¬سازی و یا تکنیک¬های مبتنی بر سنجش از دور قابل اندازه¬گیری می¬باشد. در این تحقیق به منظور مقایسه روش¬های اندازه¬گیری رطوبت خاک، نتایج حاصل از مدل شبیه¬سازی با نتایج حاصل از اندازه¬گیری¬های زمینی و رطوبت خاک استخراج شده از تصاویر ماهواره¬ای در بخشی از اراضی کشت وصنعت هزارجلفا واقع در استان قزوین در سال زراعی 91-1390 مقایسه گردید. اندازه¬گیری زمینی رطوبت با استفاده از روش وزنی و در عمق-های 15-0، 30-15، 45-30 و 60-45 سانتی¬متر طی یک دوره سه ماهه در 11 نقطه در مزارع ذرت علوفه¬ای و یونجه صورت پذیرفت. شبیه سازی رطوبت با استفاده از مدل اگروهیدرولوژیکی swap با واسنجی پارامترهای گیاهی، تقویم آبیاری و مشخصات هیدرولیکی خاک در عمق-های مذکور انجام گردید و عمل صحت¬سنجی با مقایسه عملکرد محصولات و رطوبت شبیه¬سازی شده با مشاهدات مزرعه¬ای صورت پذیرفت. رطوبت خاک از تصاویر ماهواره¬ای سنجنده¬های modis و etm با استفاده از روش فضای مثلثی براساس تصاویر دمای سطح زمین و شاخص گیاهی ndvi در تاریخ¬های مطابق با زمان نمونه¬برداری استخراج گردید. با توجه به قدرت تفکیک مکانی متوسط تصاویر سنجنده مادیس، از تصاویر سنجنده etm لندست جهت ریزمقیاس نقشه رطوبت خاک حاصل از سنجنده مادیس و از روش نسبت ساده استفاده گردید و صحت¬سنجی نتایج با استفاده از داده¬¬های زمینی صورت پذیرفت. میزان rmse حاصل از شبیه¬سازی رطوبت خاک با استفاده از مدل swap در کلیه عمق¬ها در بازه 0/053- 0/029 سانتی¬مترمکعب بر سانتی¬مترمکعب متغیر بود. نتایج مدل swap نشان داد که دقت شبیه¬سازی رطوبت خاک در مزرعه یونجه نسبتا بهتر از مزارع ذرت علوفه¬ای است. همچنین متوسط عملکرد محصول ذرت علوفه¬ای پس از واسنجی با 8/4 درصد خطا برآورد گردید. نتایج پایش رطوبت خاک حاصل از تصاویر سنجنده مادیس نشان داد رطوبت خاک در تمامی مزارع با دقت خوب و یکسانی قابل اندازه¬گیری است بطوریکه ماکزیمم ضریب همبستگی r2 بین مقادیر شاخص رطوبت خاک و رطوبت حجمی اندازه-گیری شده، برابر 0/76 حاصل گردید. نتایج همچنین نشان داد که استفاده از روش ریزمقیاس، دقت تخمین رطوبت از تصاویر مادیس را بهبود می بخشد.