پوشش گیاهی یکی از معیارهای معرف توان تولید سرزمین به شمار می‌رود. به‌طوری‌که ‌میزان کیفیت و کمیت پوشش گیاهی هر منطقه معیار تعیین توان تولید آن است. در این تحقیق جهت برآورد درصد پوشش و زی‌توده گیاهی منطقه حفاظت‌شده البرز مرکزی (شهرستان کرج) در تیرماه 1395 با استفاده از شاخص‌های گیاهی، از داده‌های رقومی لندست 8 استفاده گردید. جهت بررسی همبستگی بین درصد پوشش و بیوماس گیاهی با داده‌های ماهواره، 27 واحد نمونه برداری در منطقه تعیین و اطلاعات استخراج شد. رابطه درصد پوشش و زی‌توده گیاهی با شاخص های گیاهی از رگرسیون خطی برآورد گردید. نتایج نشان داد از میان شاخص‌های گیاهی انتخابی، شاخص گیاهی نسبت ساده (VR) و شاخص گیاهی بهبودیافته (EVI) دارای بیشترین ضریب تبیین با درصد پوشش گیاهی به ترتیب 0.53 و 0.52 است. بنابراین، این شاخص های گیاهی برای برآورد درصد پوشش گیاهی در سطح اطمینان 5 درصد مناسب هستند. در مرحله اعتبارسنجی میزان ضریب تبیین شاخص پایش محیطی جهانی EVI ،VR، GEMIبا مقدار وزن ‌تر گیاهی به ترتیب 0.43، 0.41 و 0.41 بود. باوجوداین، مقادیر برآوردی در مرحله واسنجی ناموفق بودند. با توجه به نتایج این تحقیق، توصیه می‌گردد جهت تخمین میزان کیفیت و کمیت پوشش گیاهی از شاخص‌هایی استفاده شوند که در آن‌ها نسبت اثر جو و خاک لحاظ شده باشد. Manuscript profile

پیشینه و هدف دشت آق‌قلا که یکی از دشت‌های حاصل خیز استان گلستان است. تجمع رواناب و شکل‌گیری سیلاب خسارات جانی و مالی فراوان را به همراه دارد. شناخت پراکنش‌های زمانی و مکانی رطوبت سطح خاک یک متغیر کلیدی در شبیه‌سازی رواناب و کاهش مخاطرات ناشی از سیل در محدوده تحقیق است. در این تحقیق میزان رطوبت سطح خاک با استفاده از داده‌های ماهواره‌های راداری آلوس-2 از پالسار در باند L و سنتینل-1 در باند C مورد بررسی قرار گرفت.مواد و روش ها در این تحقیق، از سه سری داده راداری آلوس-2 از سنجنده پالسار، سنتینل-1 و داده اپتیکی سنتیل-1 استفاده شد. برای محاسبه رطوبت سطح خاک ابتدا به روش وزنی در محل هر خوشه نمونه‌های خاک در عمق 5 سانتی‌متری برداشت و توزین گردید پس از خشک نمودن نمونه‌ها در آون وزن خشک و مرطوب محاسبه گردید. در ادامه دو پارامتر مهم رطوبت خاک شامل ثابت دی‌الکتریک و زبری سطح خاک اندازه‌گیری شد. ثابت دی‌الکتریک با استفاده از TDR و زبری با استفاده از دو دوربین دیجیتال محاسبه گردید. با استفاده از نرم‌افزار Agisoft photo scan و ArcGIS مدل رقومی ارتفاعی و پروفیل ناهمواری‌های سطح استخراج گردید. داده‌های راداری با نرم‌افزار SNAP مربوط به آژانس فضایی اروپا ESA پردازش گردید. مراحل پردازش شامل کالیبراسیون رادیومتریکی، استخراج سیگما نات در واحد دسی‌بل، فیلترگذاری با فیلتر لی و کرنل سایز 5×5 و تصحیح هندسی و نهایتاً ژئوکدینگ هر سه داده انجام شد. با داده اپتیکی سنتینل-2 ضمن تهیه شاخص‌های گیاهی و نمناکی نقشه کاربری اراضی با الگوریتم راندوم فارست تهیه گردید. در ادامه با در دست داشتن مقادیر زبری، ثابت دی‌الکتریک و شاخص‌های گیاهی و نمناکی در محیط نرم‌افزار متلب 2019 دو مدل Oh و WCM کدنویسی و مقادیر رطوبت سطح خاک محاسبه و خروجی گرفته شد. سپس رطوبت حاصل از مدل باز پراکنش سطحی با رطوبت وزنی در محل و مطالعات پیشین مورد ارزیابی قرار گرفت.نتایج و بحث در بخش حساسیت سیگنال رادار به رطوبت سطح خاک در مدل Oh در پلاریزاسیون HH و HV تصاویر پالسار-2، در با 0.86=R2، با 0.905=R2 و برای تصاویر سنتینل-1، در با 0.91=R2 و با 0.93=R2 به رطوبت سطح خاک حساس است. همچنین حساسیت باز پراکنش سطحی مدل Oh در پالسار-2 در پلاریزه HH با 0.96=R2 و در پلاریزه HV با 0.94=R2 و برای داده سنتینل-1 در پلاریزه VV با 0.72=R2 و در پلاریزه VH با 0.74=R2 به زبری سطح حساس است. رابطۀ بین کل ضرایب باز پراکنش سطحی حاصل از مدل ابر آب و رطوبت اندازه گیری شده در پلاریزاسیون HH و HV تصاویر پالسار-2، در و به ترتیب با 0.73=R2 و 0.399=R2 و برای دادۀ سنتینل-1 در پلاریزاسیون VV و VH، در و به ترتیب با 0.073=R2 و 0.13=R2 به رطوبت سطح خاک حساس است. در بخش برآورد رطوبت خاک مبتنی بر مدل Oh برای دادۀ پالسار-2 و سنتینل-1 در اراضی لخت در پلاریزاسیون HH و HV برای تصاویر پالسار-2، و به ترتیب با 1.924=RMSE، 0.88=R2 و 1.45=RMSE، 0.93=R2 و برای داده سنتینل-1، و به ترتیب با 2.57=RMSE، 0.81=R2 و 0.90=RMSE، 0.97=R2 است. نتایج مدل Oh نشان داد که در پلاریزاسیون HV تصاویر پالسار-2 و پلاریزه VH سنتینل-1 نتایج رطوبت خاک قوی تر است. نتایج رطوبت خاک در مدل WCM در اراضی دارای پوشش گیاهی برای تصاویر پالسار-2 در پلاریزاسیون HH و HV در و به ترتیب با 2.44=RMSE، 0.81=R2 و 2.64=RMSE، 0.78=R2 و برای Sentinel-1 در و به ترتیب با 2.74=RMSE، 0.75=R2 و 2.69=RMSE، 0.76=R2 است. در بحث برآورد رطوبت خاک با مدل WCM نتایج پالسار-2 در پلاریزه HH با 0.81=R2 در اراضی با تراکم پوشش گیاهی بیشتر از 0.4 درصد دارای نتیجه بهتری است.نتیجه گیری در مدل Oh نتایج تحقیق نشان داد که حساسیت پلاریزه HV در تصاویر پالسار-2 و پلاریزه VH در سنتینل-1 در مناطقی که دارای پوشش گیاهی با تراکم کمتر از 0.4 است بسیار بیشتر از حساسیت پلاریزه HH آلوس-2 و پلاریزه VV سنتینل-1 است. همچنین حساسیت پلاریزه HH تصاویر پالسار-2 و پلاریزه VH سنتینل-1 به زبری سطح بیشتر از سایر پلاریزاسیون ها است. در مدل ابر آب نتایج حاصل از داده سنتینل-1 در حذف تأثیرات پوشش گیاهی و شبیه سازی ضرایب باز پراکنش سطحی بسیار ضعیف است، دلیل این امر در نظر نگرفتن پارامتر زبری توسط مدل ابر آب و همچنین بالا بودن سطح رطوبت در محدوده مطالعاتی بوده که باعث کاهش نفوذ موج گردیده است. نتایج تحقیق نشان داد که حساسیت پلاریزه HH در مناطقی که دارای پوشش گیاهی با تراکم بیش از 0.4 است بسیار بیشتر از حساسیت پلاریزه HV بوده، همچنین حساسیت سیگنال راداری به نویز در پلاریزه HH کم ولی در پلاریزه HV زیاد بود. این موضوع نشان داد که قطبش همسان HH نسبت به پوشش گیاهی حساس است، بنابراین مدل در حضور پوشش گیاهی از ثبات بیشتری برخوردار خواهد بود. مقایسه دو داده SAR در محدوده نشان داد، تصاویر آلوس-2 به دلیل طول‌موج بلند و عمق نفوذ بیشتر در خاک و پوشش گیاهی، برای برآورد رطوبت سطح خاک در محدوده تحقیق و مناطق مشابه کارایی بیشتری دارد. همسو با موضوع پژوهش تحقیقات دیگری صورت گرفته ازجمله آلیشان و همکاران در پژوهشی اقدام به برآورد رطوبت سطح خاک در اراضی بایر با استفاده از داده های آلوس-2 و سنتینل-1 کرده اند که به این نتیجه رسیدند که مدل WCM در حذف محتوی آب گیاهی و برآورد رطوبت سطح با استفاده از معکوس مدل در هر دو داده آلوس-2 و سنتینل-1 بالا بوده است. در تحقیقی که توسط زریبی و همکاران صورت گرفته بود نشان دادند که مدل Oh در دو پلاریزه HV و HH با RMSE کمتری قادر به برآورد رطوبت سطح خاک است. این تحقیق برای مدیریت محیط‌زیست، کشاورزی، منابع طبیعی و مدیریت منابع آب مناسب بوده و کمک شایانی به مدل سازی های هیدرولوژیکی می نماید. Manuscript profile