فن آوری سنجش از دور یکی از ابزارهای کارآمد برای پایش، مطالعه و تعیین سطح زیر کشت محصولات کشاورزی و باغی بویژه در سطوح وسیع می باشد. برنامه ریزان، مجریان و کشاورزان با آگاهی از نوع رقم و سطح زیر کشت محصولات کشاورزی می توانند سیاست های مدیریتی و اجرایی مناسبی اتخاذ نمایند. هدف از پژوهش حاضر ارزیابی قابلیت طبقه بندی نظارت شده تصاویر ماهواره ای چند باندی لندست-8 و سنتینل-A2 در تعیین محدوده، سطح زیر کشت و نوع رقم چهار نوع پسته اکبری، کله قوچی، احمد آقایی و فندوقی در یک مزرعه مطالعاتی در استان یزد می باشد. دقت چهار الگوریتم طبقه بندی متوازی السطوح، کمترین فاصله، فاصله ماهالانوبیس و بیشترین تشابه و همچنین بهترین زمان در تفکیک ارقام پسته مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج، الگوریتم حداکثر تشابه در طبقه بندی تصویری در تاریخ 22 خرداد 1397 ماهواره لندست-8 با دقت نهایی و ضریب کاپای به ترتیب 76.8 درصد و 0.67 از بالاترین دقت و الگوریتم طبقه بندی متوازی السطوح به ترتیب با دقت نهایی و ضریب کاپای 7/64 و 47/0 از کمترین دقت برخوردار بود. همچنین بر اساس نتایج، بهترین زمان برای تفکیک ارقام پسته مورد بررسی اواخر خرداد می باشد. به طوری که ضریب کاپای طبقه بندی با الگوریتم حداکثر تشابه در تصویر تاریخ 22 خرداد 1397 ماهواره لندست، 0.67 و به ترتیب در تاریخ های 23 تیر، 24 مرداد و 25 شهریور 0.64، 0.63 و 0.63 بدست آمد. دقت نهایی و ضریب کاپای طبقه بندی با استفاده از الگوریتم حداکثر تشابه در تصویر تاریخ 24 خرداد 1397 ماهواره سنتینل-A2 به ترتیب 80 درصد و 0.71 بدست آمد. با انجام عمل فیلتر میانه با اندازه پنجره سه در سه بر روی تصویر طبقه بندی شده سنتیل-A2 میزان دقت نهایی و ضریب کاپا به ترتیب به 82.6 و 0.75 افزایش یافت. دقت نهایی و ضریب کاپای طبقه بندی و تفکیک ارقام پسته در تصاویر سنتینل-A2 نسبت به تصاویر لندست 8 بالاتر بود. در مجموع بر اساس نتایج، تکینک های طبقه بندی سنجش از دور و نیز تصاویر ماهواره ای چند باندی، از قابلیت مناسبی برای نقشه برداری کشاورزی و باغی برخوردار می باشند. Manuscript profile

پیشینه و هدف تغییرات آب و هوایی تأثیر منفی بر تولید محصولات کشاورزی و سیستم های زیست ‌محیطی کشور های مختلف داشته است. فنولوژی پوشش گیاهی زمان وقوع رخدادهای تکرارپذیر گیاهان را در رابطه با عوامل زنده و غیرزنده توصیف می کند. فنولوژی یکی از حساس ترین شاخص های زیستی برای بررسی تأثیر گرمایش جهانی بر اکوسیستم های زمینی است، زیرا نشان‌دهنده تبادل انرژی، کربن و بخارآب بین سطوح پایین جو و بیوسفر است. تغییرات در فنولوژی گونه های گیاهی می تواند طیف گسترده ای از تأثیرات را در فرآیندهای زیست محیطی و کشاورزی به همراه داشته باشد. دو رویکرد متداول برای نظارت بر فنولوژی پوشش های گیاهی وجود دارد. اولین رویکرد که در بسیاری از مطالعات قبلی فنولوژی استفاده‌شده است، مبتنی بر مطالعات میدانی و ثبت تغییرات سالانه رخدادهای فنولوژی در پاسخ به متغیرهای محیطی است. این رویکرد برای مقیاس های کوچک با تعداد سایت های برداشت زمینی محدود مناسب است و برای مطالعات در مقیاس وسیع نه‌تنها کارا و دقیق نیست بلکه هزینه‌بر و در برخی مناطق غیر ممکن است. دومین رویکرد استفاده از فن آوری سنجش‌ازدور است. تاکنون تغییرات مؤلفه‌های فنولوژی پوشش گیاهی ایران در پاسخ به تغییرات اقلیمی و گرمایش جهانی موردبررسی قرار نگرفته است. هدف از مطالعه، تعیین تغییرات هرکدام از مؤلفه‌های فنولوژی پوشش های گیاهی با استفاده ازسری‌های زمانی NDVI سنجنده AVHRR است.مواد و روش هادر این مطالعه از محصول NDVI روزانه سنجنده AVHRR باقدرت تفکیک مکانی 0.05 در 0.05 درجه بانام AVH13C1 استفاده شد. به ‌منظور بررسی تغییرات مؤلفه‌های فنولوژی پوشش های گیاهی ایران از چهار سری زمانی یک‌ساله مربوط به سال های زمان گذشته (1982-1985) و زمان حال (2015-2018) استفاده شد. استخراج مؤلفه‌های فنولوژی ازسری‌های زمانی شاخص های پوشش گیاهی در ابتدا نیازمند یک سیگنال رشد پیوسته و بدون داده های ازدست‌رفته و دورافتاده است. برای بازسازی داده های ازدست‌رفته و دورافتاده در منحنی رشد از الگوریتم HANTS استفاده شد. به ‌منظور استخراج مؤلفه‌های مختلف فنولوژی از نرم‌افزارTimesat استفاده شد. پارامترهای زمان شروع فصل رشد، زمان پایان فصل رشد، ارزش پایه، زمان وسط فصل رشد، حداکثر ارزش، دامنه فصل رشد، ارزش در نقطه شروع فصل رشد، نرخ افزایش در دوره شروع رشد و نرخ کاهش در دوره پایان رشد با استفاده از Timesat در هر سری زمانی یک‌ساله استخراج شد و سپس میانگین چهارساله مقادیر این پارامتر ها در سری های زمانی گذشته با سری های زمانی حال مقایسه شد.نتایج و بحثمقایسه میانگین چهارساله مؤلفه‌های فنولوژی زمان شروع فصل رشد، پایان فصل رشد، طول فصل رشد و زمان وسط فصل رشد در سطح کل ایران نشان داد این شاخص ها به ترتیب به میزان 12، 19، 7، 13 روز کاهش‌یافته است. تغییرات این مؤلفه‌ها در مناطق پست با ارتفاع کمتر از 1500 متر با مناطق مرتفع که شامل سلسله جبال البرز و زاگرس است؛ کاملاً متفاوت است. به‌طوری‌که زمان پایان فصل رشد، طول فصل رشد و زمان وسط فصل رشد در ارتفاعات البرز و زاگرس تقریباً از ارتفاع 1500 متر به بالا به ترتیب به‌طور میانگین به میزان 38، 46 و 19 روز کاهش‌یافته است. در مناطق پست در حاشیه خلیج‌فارس و دریای خزر مؤلفه های فنولوژی زمان پایان فصل رشد و طول فصل رشد تقریباً به ترتیب به میزان 40 و 44 روز افزایش‌یافته است. طولانی شدن فصل رشد به عوامل مختلف اقلیمی به‌ویژه گرم شدن کره زمین ناشی از افزایش گازهای گلخانه ای و یا در دسترس بودن آب نسبت داده‌شده است. در ایران در اکثر مناطق زمان شروع فصل رشد به‌ویژه در ارتفاعات البرز و زاگرس که دما عامل محدودکننده در شروع رشد است، کاهش‌یافته است. همچنین زمان پایان فصل رشد و طول فصل رشد و زمان وسط فصل رشد نیز کاهش‌یافته است. این امر نشان‌دهنده این است که در مناطق خشک و نیمه خشک مانند ایران در مراحل میانی و پایانی رشد گیاهی، رطوبت و بارندگی عامل محدودکننده برای رشد است. در مناطقی مانند حاشیه خلیج‌فارس و دریای خزر که رطوبت کمتر عامل محدودکننده بوده است، زمان پایان فصل رشد و طول فصل رشد نیز افزایش‌یافته است. بر اساس نتایج مؤلفه‌های فنولوژی نظیر دامنه فصل رشد، حداکثر میزان رشد، ارزش پایه، ارزش در نقطه شروع رشد، نسبت افزایش در شروع فصل رشد و نسبت کاهش در پایان فصل رشد در ارتفاعات البرز و زاگرس افزایش‌یافته است و در سایر مناطق که عموماً مناطق با ارتفاع کمتر از 1500 را شامل می شود این مؤلفه کاهش‌یافته است. به نظر می رسد در مناطق خشک و نیمه‌خشک، فراوانی موج گرما می تواند تبخیر و تعرق گیاه را نیز افزایش دهد که سبب کمبود رطوبت در خاک می شود. بنابراین در ارتفاعات که در ابتدای فصل رویش دما عامل کنترل‌کننده است، افزایش دما در سری های زمانی جدید منجر به افزایش رشد گیاهان و قابلیت تولید اکوسیستم شده و پارامترهای فنولوژی نظیر دامنه فصل رشد، حداکثر میزان رشد، ارزش پایه و ارزش در نقطه شروع رشد افزایش‌یافته است. اما در مناطق پست و دشتی و همچنین در اواخر دوره رشد گیاهی در ارتفاعات، افزایش دما منجر به افزایش تبخیر و تعرق شده و دامنه فصل رشد، حداکثر میزان رشد، ارزش پایه و ارزش در نقطه شروع رشد را کاهش داده است.نتیجه گیری تغییرات پارامترهای فنولوژی نظیر زمان شروع فصل رشد، زمان پایان فصل رشد و طول فصل رشد می تواند تأثیر منفی بر تولید محصولات کشاورزی و سیستم های زیست‌محیطی کشور داشته است. شروع زودتر فصل رشد در سری های زمانی سال های اخیر نسبت به 35 سال گذشته می تواند تهدید مهمی برای تولید محصولات کشاورزی و باغی باشد، زیرا سرما و یخبندان از مهم‌ترین پارامترهای اقلیمی در زمینه اقلیم کشاورزی است که آسیب های ناشی از آن‌ها، امکان تولید بسیاری از محصولات کشاورزی و باغی را در مناطق آسیب‌پذیر کاهش می دهد. به‌طورکلی نتایج پژوهش حاضر یک زنجیره وقایع به‌هم‌پیوسته، ناشی از تغییرات اقلیمی و افزایش دما را در مؤلفه‌های مختلف فنولوژی در ارتفاعات البرز و زاگرس و همچنین در مناطق پست و دشتی به‌ویژه در حاشیه خلیج‌فارس و دریای خزر نشان می دهد. Manuscript profile

پیشینه و هدف رطوبت خاک به عنوان یک پارامتر مهم در کنترل بسیاری از فرآیندهای سیستم آب و هوایی، یکی از پارامترهای بنیادی محیط زیست و تاثیر مستقیم آن بر زندگی گیاهی، جانوری و میکرواورگانیسم‌ها، اهمیت آن در چرخه جهانی آب، انرژی و کربن، تبادلات انرژی بین هوا و خاک، چرخه آبی طبیعت (به ویژه در توزیع باران بین رواناب سطحی و نفوذ) و مدیریت منابع آب و خاک شناخته می شود. رطوبت خاک در فرآیندهای تعاملی بین جو و زمین و تغییرات جهانی اقلیم نقش مهمی ایفا می کند. روش های مثلثی و ذوزنقه ای با ترکیب داده های حرارتی و مرئی، از جمله روش‌های پرکاربرد در تعیین میزان رطوبت سطحی خاک می‌باشند. هدف از انجام این تحقیق برآورد رطوبت سطحی خاک، با شاخص خشکی دما و پوشش گیاهی (TVDI)، به روش مثلثی جنوب استان آذربایجان غربی با استفاده از شاخص دمای سطح زمین (LST) و شاخص پوشش گیاهی (NDVI)، طی سال های 2010 ، 2014 و 2018، است.مواد و روش ها مطالعه حاضر با استفاده از تصاویر سری زمانی سنجنده مودیس، شاخص نرمال‌شده تفاضل پوشش گیاهی (NDVI) و شاخص تغییرات دمای سطح زمین (LST)، برای برآورد شاخص رطوبت سطحی (شاخص خشکی دما و پوشش گیاهی، TVDI)، در سه بازه زمانی شامل؛ بازه زمانی اول 11 دی 1388 تا 9 دی 1389، بازه زمانی دوم 11 دی 1392 تا 9 دی 1393 و بازه زمانی سوم 11 دی 1396 تا 9 دی 1397 انجام شد. در هر بازه زمانی 12 تصویر در روز 15 ام هر ماه مورد استفاده قرار گرفت. همچنین برآورد رطوبت سطحی به دو روش یکی برقرار کردن رابطه رگرسیونی و برداشتن حداقل دما و روش دوم برقرار کردن رابطه رگرسیونی و پایین پیکسل ها انجام شد. برای ارزیابی دقت این دو روش از همبستگی رگرسیونی بین نتایج حاصل از این روش‌ها با نمونه زمینی رطوبت سطحی خاک مربوط به جهاد کشاورزی (30 نقطه) در عمق 5 تا 15 سانتی متر استفاده شد. علت انتخاب کردن این سه سال به دلیل تفاوت بارندگی زیاد در بعضی ماه های سال های مورد مطالعه است. این تحقیق که با استفاده از تصاویر مودیس برای بررسی میزان رطوبت سطحی خاک، در جنوب استان آذربایجان غربی در بخشی از منطقه غرب ایران با استفاده از روش مثلثی به دو صورت متفاوت انجام شد.نتایج و بحث نمودار مثلث تبخیری متشکل از شاخص پوشش گیاهی و دمای سطح زمین از 11دی ماه 1388 تا 9 دی ماه 1389 تغییرات دمای زیادی رخ داده است. همین تغییراتی دمای سطح زمین باعث شده است، که نمودارها تغییرات زیادی داشته باشند. در سال 1388 طبق نمودار، حداکثر دما مردادماه و حداقل آن دی ماه و حداکثر پوشش گیاهی در اردیبهشت ماه و حداقل آن آذرماه بوده است. در سال 1392، حداکثر دما در مردادماه و حداقل آن دی ماه و حداکثر پوشش گیاهی در اردیبهشت ماه و حداقل آن دی ماه و همچنین این سال نسبت به سال 1388 نسبتاً گرمتر و خشک تر بوده است. نمودار مثلث تبخیری در سال 1398 نسبت به دو سال دیگر مورد مطالعه هم میزان بارش بیشتر بوده و هم میزان پوشش گیاهی و با توجه به گراف ها در این سال حداکثر دما در تیرماه و حداقل آن دی ماه و حداکثر پوشش گیاهی در اردیبهشت ماه و حداقل آن در دی ماه است. میزان رطوبت سطحی خاک در سال 1388 برای منطقه غرب کشور ایران که حداکثر میزان رطوبت در اردیبهشت ماه و حداقل آن در مردادماه است. در بیشتر نقشه های شاخص رطوبتی در سال 1388، حداکثر رطوبت در غرب و حداقل آن در جنوب منطقه است. نتایج نقشه های شاخص رطوبتی در سال 1392 در این سال نسبت به سال های دیگر مورد مطالعه نسبتاً خشک‌تر بوده است. سال 1392 از بارش و پوشش گیاهی کمی برخوردار است. تغییرات رطوبت در این سال نسبت به سال 1388 کمتر می باشد. حداکثر و حداقل رطوبت در سال 1392 بین 0 تا 0.6 است. حداکثر رطوبت خردادماه و حداقل آن مردادماه می باشد. نقشه های شاخص رطوبتی TVDI سال 1396 در این سال نسبت به دو سال دیگر مورد مطالعه میزان شاخص رطوبتی بیشتر داشته است. در سال 1396 بارش زیاد باعث شده، که پوشش گیاهی افزایش و دمای سطح زمین کاهش یافته و این مسئله باعث افزایش میزان شاخص رطوبتی نسبت به سال 1388 و 1392 شده است. در سال 1396 میزان پوشش گیاهی تا حد 0.89 می رسد. اما در سال های دیگر مورد مطالعه تا 0.7 بوده است. در این سال، بیشترین میزان رطوبت مربوط به اردیبهشت ماه و کمترین آن در مردادماه قرار دارد. حداکثر رطوبت در طول این سال در غرب و کمترین مقدار آن جنوب است. نتایج شاخص خشکی دما و پوشش گیاهی (TVDI) برای سال های 1388، 1392 و 1396 با استفاده از روش دوم نتایج کلی این روش شبیه به روش اول می باشد. با توجه به نتایج بدست آمده از میزان دقت دو تا روش، دقت روش اول بهتر و در کل ساده تر از روش دوم می باشد. در سال 1396 در اردیبهشت ماه با توجه به روش اول مقدار 0.66=R2و با توجه به روش دوم مقدار 0.41=R2است.نتیجه گیری برآورد رطوبت خاک سطحی برای مدیریت بهینه منابع آب و خاک ضروری است. رطوبت خاک سطحی، متغیری مهم در چرخه آبی طبیعت است که نقش مهمی در تعادل جهانی آب و انرژی به واسطه تاثیر بر فرآیندهای هیدرولوژیک، اکولوژیک و هواشناسی دارد. بررسی دو تا روش مورد استفاده حاکی از آن می باشد که روش اول که به طور کلی در این تحقیق نیز مورد استفاده قرار گرفته بود با توجه به نتایج دقت تصاویر نسبت به داده های زمینی دقت بالاتری برخوردار است. در سال 1388 اردیبهشت ماه و مردادماه با توجه به روش اول مقدار R2 به ترتیب 0.61 و 0.57 است. در سال 1388 مقدار R2 با توجه به داده های زمینی و استفاده از روش دوم در اردیبهشت ماه و مردادماه به ترتیب 0.43 و 0.47 می باشد. همچنین، در سال 1396 مقدارR2با استفاده از روش اول در اردیبهشت ماه 0.66 است. در سال 1396 مقدارR2با استفاده از روش دوم در اردیبهشت ماه 0.41 است. نتایج به دست آمده از مدل برآورد شاخص رطوبتی سطحی خاک در این پژوهش نشان داد که این مدل قادر به برآورد مقدار رطوبت خاک در پهنه های وسیع جغرافیایی با دقت قابل قبول است.http://dorl.net/dor/20.1001.1.26767082.1400.12.1.3.4 Manuscript profile

برآوردمیزان آب مصرفی گیاه یا تبخیر و تعرق برای مدیریت و برنامه‌ریزی منابع آب و کشاورزی، توازن هیدرولوژیکی و همچنین تخمین تقریبی عملکرد محصول ضرورت دارد. روش‌های مختلفی برای تعیین تبخیر و تعرق در مقیاس‌های کوچک با استفاده از اندازه‌گیری‌های میدانی مانند لایسیمتر وجود دارد که از دقت بالایی برخوردار هستند، اما در این تحقیق از روش‌های مبتنی بر دورسنجی و استفاده از تصاویر ماهواره‌ای استفاده شده است. بنابراین در این تحقیق از تصاویر ماهواره لندست 8 برای سال‌های 1396 و 1398 استفاده شده و نتایج به دست آمده از روش مبتنی بر سنجش از دور (سبال) با داده‌های اندازه‌گیری شده در ایستگاه هواشناسی زهک به منظور برآورد تبخیر و تعرق با استفاده از روش فائو-پنمن-مانتیث مقایسه شد. با استفاده از شاخص‌های آماری مانند خطای نسبی و ضریب تبیین به بررسی توانایی و عملکرد الگوریتم سبال پرداخته شد. مقایسه نتایج نشان داد تبخیر و تعرق به دست آمده به روش سبال دارای مطابقت قابل قبولی با تبخیر و تعرق برآورد شده از روش پنمن مانتیث است و اختلاف معنی داری بین دو روش محاسبه شده وجود ندارد. بدین صورت که مقادیر شاخص‌های آماری در سال-های 1396 و 1398 برای ضریب تعیین به ترتیب برابر 82/0 و 95/0، برای ریشه میانگین مربعات خطا (RMSE) به ترتیب دارای مقادیر 15/2 و 27/1 و همچنین میانگین خطای مطلق(MAE) به ترتیب دارای مقادیر49/1 و11/1 و در نهایت متوسط خطای اریب(MBE) به ترتیب دارای مقادیر 27/0 و 09/0 می باشد، نتایج حاکی از دقت قابل قبول الگوریتم سبال در برآورد تبخیر و تعرق واقعی می‌باشد. Manuscript profile

کاهش بارندگی و افزایش دما باعث وقایع آب و هوایی شدید مثل خشکسالی شده است که بـه شـدت در زمینه کشـاورزی تأثیرگذار است. اطلاعات درباره زمان، شدت و وسعت خشکسالی می‌تواند به برنامه‌ریزی و تصمیم-گیری کمک کند. شاخص‌های خشکسالی حاصل از داده‌های ایستگاه‌های هواشناسی قدرت تفکیک زمانی و مکانی بالایی دارند بنابراین تعیین شرایط خشکسالی در زمان واقعی با استفاده از آنها برای مناطق وسیع بسیار سخت است به همین دلیل، امروزه شاخص‌های خشکسالی سنجش از دوری به طور گسترده جهت پایش خشکسالی استفاده می-شود. در این پژوهش به ارزیابی کارآیی شاخص خشکی گیاه VDI در محدوده استان سیستان و بلوچستان پرداخته شد. برای انجام تحقیق از تصاویر طیف‌سنجی مادیس با وضوح متوسط ( MOD02HKM وMOD11A1) ، شاخص بارش استاندارد (SPI) و داده‌های بارش ماهانه GLDAS از 2000 تا 2018 استفاده شده است. جهت ارزیابی دقت نقشه‌های توزیع مکانی شاخص VDI در برآورد خشکسالی از ضریب همبستگی پیرسون استفاده شد. نتایج معیار ارزیابی، نشان دهنده میزان همبستگی بالا در منطقه مورد مطالعه بود. از این رو شاخص خشکسالی VDI مبتنی بر داده‌های سنجش از دوری به خوبی می‌تواند در سیستم‌های هشدار سریع خشکسالی استفاده شود Manuscript profile

آلاینده‌های هوا در کلان‌شهرها، چالش‌ جدی برای مدیران است که سلامت شهروندان را تهدید می‌کند و نظارت بر آن یک وظیفه مهم است. به دلیل تعداد محدود ایستگاه‌های نظارت زمینی، بررسی و پایش میزان دقیق آلودگی هوا در مناطق مختلف کشور ناممکن است. در این تحقیق تصاویر ماهواره‌ی سنتینل-5 و سنجنده مودیس برای مطالعه تحلیلی از روند تغییرات زمانی - مکانی میزان گرد و غبار در سطح استان خوزستان استفاده شد. هدف این مطالعه استفاده از داده‌های ماهواره‌ای با وضوح نسبتاً بالا برای پایش محلی کیفیت و میزان آلودگی هوا و بررسی ارتباط تصاویر دو سنجنده سنتینل-5 و مودیس است. در این پژوهش، از کدنویسی در محیط گوگل ارث انجین تصاویر سنتینل 5 و همچنین میانگین گیری AOD مودیس استفاده شد. و یافته‌های تحقیق حاکی از مقادیر قابل‌توجهی AOD در چندین بخش از منطقه مورد مطالعه همچون شهرستان‌های اهواز، آبادان، خرمشهر، بندرماهشهر و باوی است. هم‌چنین میزان کمی ریزگردها در شهرستان‌های جنوب‌شرقی، شرق و شمال‌شرقی استان دیده می‌شود. با توجه به نتایج این تحقیق هر چه از سمت جنوب‌شرقی، شرق و شمال‌شرقی استان حرکت و به سمت بخش‌های جنوب و غرب استان پیش رفت میزان ریزگردها افزایش می‌یابد. با توجه به تجزیه و تحلیل صورت گرفته، همبستگی مثبت بالایی بین تصاویر هر دو سنجنده سنتینل-5 و مودیس در تشخیص میزان گرد و غبار مشاهده شد، که نشانگر امکان استفاده از آن‌ها در پایش این نوع آلاینده در مقیاس کشوری است.

Manuscript profile