تهيه نقشه تغييرات نيتروژن محصول ذرت علوفه‌اي مبتني بر تصاوير ماهواره‌اي

Preparation of a Nitrogen Variability Map for Corn Crop, as Based on Satellite Imagery

پژوهش حاضر به منظور تهيه نقشه تغييرات نيتروژن با استفاده از تصويرماهواره اي ASTER انجام شد. منطقه مورد مطالعه، يك مزرعه ذرت 23 هكتاري در شهرستان پاكدشت در جنوب استان تهران انتخاب شد. عمليات نمونه برداري همزمان با عبور ماهواره از منطقه صورت گرفت. تعداد53 نمونه با استفاده از روش نمونه برداري تصادفي منظم انتخاب شدند. درصد نيتروژن نمونه ها، با استفاده از روش كجدال به دست آمد. خطاي تصحيح هندسي تصوير، برابر با 2/0 پيكسل بود. به منظور تخمين مقدار نيتروژن، شاخص هاي NDVI،MSAVI2 ، MCARI2 و MTVI2 محاسبه شدند. نتايج نشان دادكه شاخص ها داراي همبستگي با مقدار نيتروژن بوده و شاخصMTVI2 با 87/0= 2R بالاترين همبستگي را نشان داد. براي تهيه نقشه تغييرات نيتروژن، از روش طبقه بندي نظارت شده نقشه بردار زاويه طيفي استفاده شد. دقت كلي 53/97 درصد و ضريب كاپا 9669/0 به دست آمد. براساس نتايج طبقه بندي سه سطح نيتروژن زياد (3-5/2 درصد)، متوسط(5/2-2 درصد) و كم (2-1درصد) در مزرعه شناسايي شد. همچنين نتايج نشان داد 8/15، 2/25 و 59 درصد از سطح مزرعه به ترتيب مقادير زياد، متوسط و كم نيتروژن را دريافت كردند. با توجه به وجود تغييرات زياد نيتروژن در مزارع، مديريت دقيق توزيع كود نيتروژن ضروري است.

The present research was carried out with the aim of site-specific nitrogen fertilizer management, through ASTER imagery. A 23 ha corn field in Pakdasht town in southern Tehran Province constituted the research area. Plant sampling was carried out simultaneous with the passing by of the satellite sensor over, throughout the farm. A total of 53 pixels were selected through systematic Randomized sampling method. Nitrogen content was determined through Kjeldahl method. Geometric correction was performed through RMS 0.2 pixels. To predict corn canopy nitrogen content, NDVI, MSAVI2, MCARI2 and MTVI2 indices were investigated. Results revealed that MTVI2 presented the highest correlation with a coefficient of R2=0.87. SAM approach as a supervised classification technique was performed to set apart different nitrogen levels. The overall accuracy was observed as 97.53% with a Kappa coefficient of 0.9669. Results of classification showed that, there were three nitrogen levels distinct on the farm namely: high nitrogen level (2.5-3% nitrogen content), medium (2-2.5% nitrogen content) vs. and low nitrogen level (1-2% nitrogen content). This indicates that 15.8%, 25.2% and 59% of the farm area had received high, medium vs. low nitrogen levels respectively. Based on high nitrogen variations observed in the experimental area, precision management of nitrogen fertilizer application is deemed economical and necessary.