محاسبه تبخير - تعرق پتانسيل با استفاده از سنجش از دور و كم‌ترين داده زميني (مطالعه موردي دشت قزوين)

Potential Evapotranspiration Calculation Using Remote Sensing With Minimal Amount of Ground Data

يكي از مهم‌ترين اجزاي بيلان آبي در يك حوضه و يا در يك دشت تبخير - تعرق پتانسيل () مي‌باشد. اندازه‌گيري اين پارامتر به صورت ميداني كاري بسيار وقت‌گير و هزينه‌بر است. بنابراين سنجش از دور با امكاناتي كه فراهم آورده است ما را قادر ساخته تا با در نظر گرفتن بيلان انرژي در يك محدوده بتوانيم مقدار انرژي رسيده به زمين را كه صرف تبخير - تعرق (ET) مي‌شود محاسبه كنيم. از اين رو، در اين تحقيق با استفاده از تصاوير ماهواره‌اي لندست 7 و 8 و معادله پرستلي - تيلور (معادله محاسبه بر پايه تابش) ميزان گياه محاسبه شد. الگوريتم محاسبه ماهواره‌اي با به كارگيري چهار معادله محاسبه بر اساس تابش (پرستلي - تيلور)، آيروديناميك، تركيبي (پنمن) و اختلاف دماي روزانه (هارگريوز) مورد ارزيابي قرار گرفت. داده‌هاي هواشناسي از هفت ايستگاه مختلف در دشت قزوين دريافت شد. نتايج نشان داد كه الگوريتم ارايه شده به خوبي قادر به تخمين در ايستگاه‌هاي هواشناسي مي‌باشد. اين الگوريتم بيش­ترين همبستگي را با برابر با 0/95 و برابر با 0/6 با معادله پرستلي - تيلور به دست آمده از داده‌هاي هواشناسي داشت. همچنين با ارزيابي اين الگوريتم در سطح پوشش گياهي گندم در دشت قزوين، مشخص شد كه اين الگوريتم به خوبي قادر به تشخيص گياه در سطح زمين است و مقادير را با توجه به تغييرات در روند رشد گياه به صورت دقيق‌تر نسبت به هاي به دست آمده از داده‌هاي هواشناسي برآورد مي‌كند. بنابراين، اين الگوريتم با در نظر گرفتن سطح پوشش گياهي مي‌تواند مقادير بهتر و دقيق‌تري را از ارايه نمايد.

Potential evapotranspiration is one of the most important components in water balance equation in a watershed or a plain. ETP measurement is a costly and time-consuming process. Therefore, remote sensing allowed us to estimate the surface energy considering the energy balance in a small area in order to calculate evapotranspiration (ET). Thus in this study, the Priestly-Taylor equation associated with Landsat 7 and 8 were taken into account for crop ETP calculation. The remotely sensed ETP algorithm was evaluated against four different ETP calculation approaches including radiation approach (Priestly-Taylor), aerodynamic approach, combination approach (Penman), and temperature approach (Hargreaves). These approaches were conducted using meteorological data obtained from seven stations around the Qazvin plain. Results showed that this algorithm could properly estimate ETP, and had the best relationship with ETP calculated from the Priestly-Taylor equation with R2 of 0.95 and RMSE of 0.6. Also, this algorithm could detect the crop on the ground and presented more actual values of ETP compared with ETPs calculated from meteorological data. Therefore, this algorithm could estimate ETP more accurately by distinguishing the dense of vegetation on the ground.