تعيين نياز آبي و ضريب گياهي ذرت با استفاده از داده‌هاي سنجش از دور و الگوريتم سبال

Determination of Maize Water Requirement and Crop Coefficient Using Remote Sensing Data and SEBAL Algorithm

در اين تحقيق تعيين نياز آبي و ضريب گياهي ذرت در اراضي ايستگاه زراعي بابل در استان مازندران با استفاده از تصاوير لندست و الگوريتم سبال مدنظر قرار گرفت. لذا 11 تصوير ماهواره‌اي لندست 7 و 8 در دو سال 1393 و 1394 در طول دوره رشد ذرت تهيه شد. به‌منظور استفاده از الگوريتم سبال ابتدا داده‌هاي هر باند بر اساس ضرايب ارائه‌شده براي آن باند واسنجي شدند. سپس شار تابش خالص در سطح زمين و شار گرماي خاك با استفاده از تمامي شارهاي تابشي ورودي و خروجي و محاسبه ضرايب آلبيدو، گسيلمندي سطحي، دماي سطح زمين و شاخص‌هاي گياهي NDVI، SAVI و LAI بدست آمد. شار گرماي محسوس نيز با تعيين دو پيكسل سرد و گرم و در نظر گرفتن شرايط پايداري اتمسفر محاسبه شد. در انتها نقشه­هاي نياز آبي در طول دوره رشد ذرت بدست آمد كه مقايسه آن با كتاب مرجع، سند ملي آب و فائو 56 بيانگر ميزان RMSE برابر با 99/0، 09/1 و 65/0 ميلي‌متر در روز بوده است. سپس با محاسبه تبخير-تعرق مرجع به روش فائو-پنمن-مانتيث، مقدار ضريب گياهي ذرت در دوره‌هاي مختلف رشد بدست آمد. اين ضريب براي دوره مياني 24/1 بدست آمده است كه 28، 8 و 3 درصد به ترتيب با مقدار پيشنهادي كتاب مرجع، سند ملي و فائو 56 اختلاف داشته است. براي نيمه اول دوره ابتدايي نيز 0/1 و براي نيمه دوم دوره ابتدايي 4/0 بدست آمد.

The determination of maize water requirement and crop coefficient in Babol agrigultural research station in Mazandaran province using Landsat images and SEBAL algorithm was considered in the current study. Therefore, 11 satellite images of Landsat8 and Landsat7 during maize growth period in 2014 and 2015 were prepared. For using SEBAL, each band data was calibrated according to their corresponding coefficients. Then, net radiation flux on the ground surface and soil heat flux was calculated based on input and output radiation fluxes and computation of albedo, surface emissivity, ground surface temperature, and crop indices such as NDVI, SAVI and LAI. Sensible heat flux is also calculated by computation of friction velocity, aerodynamic resistance to heat transport and consideration of cold and hot pixels and atmospheric stability conditions. Finally, maize water requirement maps during growth period were prepared which had RMSE equals to 0.99, 1.09 and 0.65 mm/day compared to Reference Book, National Water Document and FAO56. Then, by computing reference evapotranspiration, maize crop coefficient in different growth stages was determined. This coefficient was 1.24 for mid stage which had 28, 8 and 3 percent difference with Reference Book, National Water Document and FAO56.