Other language title :
ارزيابي تخمين رطوبت خاك در مراتع با استفاده از سنجش از دور مطالعه موردي: مراتع كوهستاني ملاير
Title of article :
Soil Moisture Estimation in Rangelands Using Remote Sensing (Case Study: Malayer, West of Iran)
Author/Authors :
Nouri, Hamid Assistant professor in climatology - Malayer University , Faramarzi, Muhammad M.Sc in Remote Sensing - University of Mohaghegh Ardebili
Abstract :
Soil moisture is generally regarded as the limiting factors in rangeland production. Although many studies have been conducted to estimate soil moisture in semiarid areas, there is little information on mountainous rangelands in west of Iran. The present study aims to investigate the soil moisture estimation in rangelands as compared to the other land uses over a mountainous area in central Zagros, Iran using remote sensing. The Surface Energy Balance Algorithm for Land was used to compute actual evapotranspiration (ET) and soil moisture by the means of Landsat8 images of March, April, May, June, July, August and September 2013 for diverse land uses in Malayer, Iran. SEBAL algorithm estimates the ET using net radiation flux, soil heat flux and sensible heat flux. The results showed that there was no significant difference between daily ET computed by SEBAL method and Penn man Monteith. Mean Bias Error (MBE) and Root Mean Square Error (RMSE) for daily and hourly ET were 0.15 and 0.39, respectively. The spatial regression was used to detect the relationship between soil moisture index (SMI) and Temperature dryness vegetation index (TDVI) as dependent variables and daily evapotranspiration (ET24) as independent variable. The results revealed that the correlation between SMI and ET24 was positively significant (0.78 to 0.49) and between TDVI and ET24 was negatively significant (-0.74 to -0.46) during the period of rangeland vegetation growth in this area (March to June). SMI in rangelands had the strongest correlation as compared to the other land uses. Thus, SEBAL model is a robust tool to calculate the soil moisture in rangelands by the means of remote sensing.
Farsi abstract :
رطوبت خاك و آب از عوامل محدود كننده توليد در مراتع هستند. اگرچه مطالعات زيادي براي تخمين رطوبت خاك در مناطق نيمه خشك انجام شده است، اما اطلاعات اندكي در مراتع مناطق كوهستاني غرب ايران وجود دارد. در اين مطالعه تخمين رطوبت خاك در مراتع و ساير كاربري هاي اراضي در مناطق كوهستاني زاگرس مركزي با استفاده از سنجش از دور باهم مقايسه شدند. براي محاسبه تبخير و تعرق واقعي و رطوبت خاك در ملاير از الگوريتم سبال و تصاوير لندست 8 در ماههاي اسفند، فروردين، ارديبهشت، خرداد، تير، مرداد و شهريور در سال2013 استفاده و با روش پنمن مانتيث مقايسه شد. روش سبال با به كار بردن تابش خالص، گرماي خاك و گرماي محسوس، تبخير و تعرق را برآورد مي نمايد. نتايج نشان داد كه تفاوت معني داري بين تبخير و تعرق محاسبه شده به روش پنمن مانتيسث و الگوريتم سبال وجود ندارد. شاخص هاي جذر ميانگين مربعات خطا RMSE و ميانگين اريب خطا MBE براي تبخير و تعرق روزانه و ساعتي به ترتيب 15 و 39 محاسبه شد. براي تحليل رابطه بين شاخص هاي رطوبت خاك SMI و دما خشكي پوشش گياهي TDVI به عنوان متغير وابسته با تبخير و تعرق روزانه به عنوان متغير مستقل از رگرسيون فضايي استفاده شد. نتايج نشان داد كه در طول ماه هاي رشد و نمو گياهان مرتعي اسفند تا خرداد همبستگي بين شاخص رطوبت خاك و تبخير و تعرق روزانه بين 49 لغايت 78 و همبستگي بين شاخص دما خشكي پوشش گياهي و تبخير و تعرق روزانه بين - 46 لغايت -74 بود شاخص رطوبتي خاك در مراتع همبستگي قويتري نسبت به ديگر كاربري هاي اراضي در منطقه از خود نشان داد. مدل سبال يك ابزار قدرتمند براي محاسبه رطوبت خاك با استفاده از سنجش از دور در مراتع پيشنهاد گرديد.
Keywords :
Soil moisture , SEBAL Algorithm , Rangeland , Land sat 8 , Malayer
Journal title :
Astroparticle Physics