Evaluation and comparison of estimation of evapotranspiration of wheat crop using Sabal algorithm and Penman-Montith method in Chah-e-Nimeh region of Sistan and Baluchestan
Subject Areas : Climatology
Ahmad Raissi
1
(Senior expert, Department of Geography, Humanities and Social Sciences Campus, Yazd University, Yazd, Iran)
Gholam Ali Mozaffari
2
(Professor of Geography Department, Humanities and Social Sciences Campus, Yazd University, Yazd, Iran)
Hamid Reza ghafarian malmiri
3
(Associate Professor, Department of Geography, Humanities and Social Sciences Campus, Yazd University, Yazd, Iran)
Keywords: evapotranspiration, remote sensing, Sabal algorithm, Penman-Monteith,
Abstract :
Estimation of plant water consumption or evapotranspiration is necessary for management and planning of water and agricultural resources, hydrological balance as well as approximate estimation of crop yield. There are various methods for determining evapotranspiration on a small scale using field measurements such as lysimeters, which are highly accurate but are not widely used due to their high cost and difficulty. For this reason, methods based on telemetry and the use of satellite imagery have received more attention from researchers. Therefore, due to the importance of the subject in this study, the evapotranspiration in the Chah region of Sistan and Baluchestan was estimated using satellite images and Sabal algorithm. In this research, Landsat 8 satellite images for 1396 and 1398 have been used and to compare the results obtained from the remote sensing method (Sabal), from the data of the synoptic meteorological station of Zahak city to estimate evapotranspiration by FAO-Penman-Montith method has been used. Using statistical indicators such as relative error and explanatory coefficient, the ability and performance of remote sensing and Sabal algorithm were investigated. Thus, the values of statistical indices in 1396 and 1398 for the coefficient of determination are 0.82 and 0.95, respectively, for the root mean square error (RMSE) with values of 2.15 and 1.27, respectively, as well as the mean error Absolute (MAE) values are 1.49 and 1.11, respectively, and finally the mean oblique error (MBE) is 0.27 and 0.09, respectively.The results indicate the acceptable accuracy of the Sabal algorithm in estimating actual evapotranspiration.
1- اکبرزاده مقدم سه قلعه، هادی، حقیقت جو، پرویز، باقری، محمدحسین. (1394): برآورد تبخیر از سطح پیکرههای آبی با الگوریتم SEBAL با استفاده از تکنیک سنجش از دور(مطالعه موردی مخازن آب شیرین چاه نیمه سیستان). نشریه آبیاری و زهکشی ایران. شماره 3، جلد 9، صص521-510.
2- امینی، بازیانی، سمیرا.(1391): برآورد تبخیر تعرق واقعی و پتانسیل در دشت همدان- بهار با استفاده از تکنیک سنجش از دور. پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده کشاورزی. دانشگاه بو علی سینا.
3- امینی بازیانی، سمیرا و اکبری، مهدی و زارع ابیانه، حمید. (1391): برآورد تبخیر تعرق با استفاده از الگوریتم سبال مطالعه موردی: دشت همدان بهار. اولین همایش ملی حفاظت و برنامهریزی محیط زیست. دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان. 3 اسفند ماه.
4- اسدی، مهدی، کرمی، مختار (1397): برآورد میزان تبخیر و تعرق در استان فارس با استفاده از شاخصهای تجربی، نشریه تحقیقات کاربردی علوم جغرافیایی، سال 20، شماره 56، صص 175-159.
5- بیات ورکشی، مریم و معروفی، صفر و زارع ابیانه، حمید و قاسمی، عادل. (1387): ارزیابی روشهای مختلف تبخیر و تعرق گیاه مرجع با استفاده از روش پنمن - مانتیث - فائو 56. دومین همایش ملی مدیریت شبکههای آبیاری و زهکشی. دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب. 1 بهمن ماه.
6- سهیلی فر, زهرا، میرلطیفی, سید مجید, ناصری, عبدعلی, عصاری, مصطفی. (1392): برآورد تبخیر - تعرق واقعی نیشکر با استفاده از دادههای سنجش از دور در اراضی کشت و صنعت نیشکر میرزا کوچکخان. دانش آب و خاک. شماره 1. دوره 23. صص 163-151.
7- علیزاده، ا (1391): اصول هیدرولوژی کاربردی. ویرایش ششم، چاپ سی و چهارم، انتشارات دانشگاه امام رضا مشهد.
8- فرامرزی، محمد (1393): تعیین و پهنهبندی تبخیر و تعرق با استفاده از تکنیک سنجش از دور و الگوریتم سبال، پایاننامه کارشناسی ارشد، دانشکده علوم انسانی، دانشگاه محقق اردبیلی.
9- قمرنیا، هوشنگ و رضوانی، سیدوحیدالدین و مهدی ابادی، گلاره و غلامیان، سیدمحسن. (1389): محاسبه تبخیر و تعرق گیاه با استفاده از روش سبال در دشت بیلوار کرمانشاه. سومین همایش ملی مدیریت شبکههای آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران اهواز، دانشکده مهندسی علوم آب. 1 الی 2 اسفند ماه.
10- کریمی، علیرضا.، بهمن. فرهادی بانسوله و همایون، حصادی. (1391): برآورد تبخیر و تعرق واقعی در مقیاس منطقهای با استفاده از الگوریتم سبال و تصاویر لندست. مجله آبیاری و زهکشی ایران. 6(4). 364-353.
11- مشتاق، ناهید، جعفری، رضا، سلطانی، سعید، و رمضانی، نفیسه (1394): کاربرد مدل توازن انرژی و دادههای ماهواره لندست سنجنده TM در تخمین تبخیر و تعرق، نشریه علوم آب و خاک (علوم و فنون کشاورزی و منابع طبیعی)، سال19، شماره73، صص 217-206.
12- میر یعقوب زاده، میر حسن، سلیمانی، کریم، حبیب نژاد روشن، محمود، شاهدی، کاکا، عباسپور، کریم، و اخوان، سمیرا (1392): تعیین و ارزیابی تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از دادههای سنجش از دور؛ مطالعه موردی حوزه آبخیز تمر، گلستان، فصلنامه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب، سال4، شماره 15، صص102-89.
13- محمدی، حسین، عزیزی، قاسم، خوش اخلاق، فرامرز، و خزایی، مهدی (1395): برآورد میزان تبخیر و تعرق تابستانه گیاه نیشکر در استان خوزستان با استفاده از دادههای اقلیمی، فصلنامه علمی - پژوهشی اطلاعات جغرافیایی، دوره 25، شماره 99، صص153-141.
14- نوروزی، خیراله. خیرخواه زرکش، میرمسعود. نوروزی، علی اکبر، (1395): بررسی کارآیی تصاویر ماهوارهای لندست در برآورد تبخیر و تعرق شالیزارهای شهرستان رشت. پنجمین همایش سامانههای سطوح آبگیر باران. دوره پنجمین.
15- Allen, R.G., Tasumi, M., Trezza, R., Waters, R., Bastiaanssen, W. (2002): Sebal (Surface Energy Balance Algorithms For Land). Advance Training And User’s Manual–Idaho Implementation, Version, Aug, 1:97.
16- Bastiaanssen, W. G., Menenti, M., Feddes, R. A., & Holtslag, A. A. M. (1998): A Remote Sensing Surface Energy Balance Algorithm For Land (SEBAL). 1. Formulation. Journal Of Hydrology, 212, 198-212.
17- Franks, S. W And Beven, K. (1999): Conditioning A Multiple Patch SVAT Model Using Uncertain Time-Space Estimates Of Latent Heat Flux As Inferred From Remotely Sensed Data. Journa
18- Jackson, R.D.; Reginato, R.J.; Idso, S.B., (1977): Wheat Canopy Temperature: A Practical Tool For Evaluating Water Requirements. Water Resour. Res. 13: 651-656.
19- Li Z.L., Tang R., Wan Z., Bi Y., Zhou C., Tang B., Yan G., Zhang X., (2009): A Review Of Current Methodologies For Regional Evapotranspiration Estimation From Remotely Sensed Data. Sensors. 9:3801-3853; Doi:10.3390/S90503801
20- Mahmoud, S. H., & Alazba, A. A. (2016): Surface Energy Balance Algorithm For Land-Based Consumption Water Use Of Different Land Use-Cover Types In Arid-Semiarid Regions. Water Science And Technology: Water Supply, 16(6), 1497-1513.
21- Nema, M. K., Thakur, H. P., Upreti, H., Jain, S. K., Mishra, P. K., Thayyen, R. J., ... & Jain, S. K. (2020): Estimation Of Evapotranspiration In Lesser Himalayas Using Remote Sensing Based Surface Energy Balance Algorithm. Go-Cart International, 1-19.
22- Rawat, K.S., Bala, A., Singh, S.K. And Pal, R.K., (2017): Quantification Of Wheat Crop Evapotranspiration And Mapping: A Case Study From Bhiwani District Of Haryana, India. Agricultural Water Management, 187, Pp.200-209.16- Iran Second National Communication To UNFCC, December. 2010. Climate Change Office. Department Of Environment.
23- Singh, K. R., Pawer, P.S(2011): Comparative Study Of Reference Crop Evapotranspiration (Eto) By Different Energy Based Method With FAO56 Penman-Monteith Method At New Delhi, India, International Journal Of Engineering Science And Technology, Vol. 3, No.10, 7861-7868.
24- Teixeira, A.H., Bastiaanssen, W.G. M., Ahmad, M. D And Bos, M. G. (2009): Reviewing SEBAL Input Parameters For Assessing Evapotranspiration And Water Productivity For The Low-Middle Sao Francisco River Basin, Brazil, Part A: Calibration And Validation. Journal Of Agriculture And Forest Meteorology.149: 462-476.
25- Zheng, C., Jia, L., Hu, G., & Lu, J. (2019): Earth Observations-Based Evapotranspiration In Northeastern Thailand. Remote Sensing, 11(2), 138.
_||_