افزايش دقت برآورد منطقه اي عملكرد برنج با ارتقاي قدرت تفكيك مكاني داده هاي ماهواره اي شاخص سطح برگ در مدل گياهي VSM

Increasing accuracy of regional rice yield estimation by improvement of spatial resolution of leaf area index maps in VSM vegetative model

مدل VSM يك مدل گياهي ساده است كه با وجود نياز به اطلاعات ورودي اندك از دقت قابل قبولي در برآورد عملكرد مزرعه اي برنج برخوردار است، اما به دليل عدم قطعيت در داده هاي ورودي، كاربرد مدل در مطالعات منطقه اي با محدوديت روبرو است. اين محدوديت با تلفيق مدل با داده هاي ماهواره اي قابل رفع شدن است. در اين پژوهش، پس از تلفيق مدل VSM با داده هاي ماهواره اي تابش طول موج كوتاه و شاخص سطح برگ، تاثير ارتقاي قدرت تفكيك مكاني داده هاي ماهواره اي شاخص سطح برگ بر برآورد منطقه اي عملكرد برنج مورد بررسي قرار گرفت. تصاوير شاخص سطح برگ پس از استخراج از تصاوير سنجنده ماديس با قدرت تفكيك مكاني 250 متر با استفاده از تكنيك‌هاي ريزمقياس و كاربرد تصاوير سنجنده لندست TM5 تا قدرت تفكيك مكاني 30 متر ارتقا يافت و سپس تاثير آن بر دقت واسنجي ها در برآوردهاي منطقه اي عملكرد برنج مورد بررسي قرار گرفت. نتايج حاصل از مقايسه شاخص سطح برگ مشاهده اي و برآورد شده، بيانگر افزايش دو برابري دقت برآورد شاخص سطح برگ پس از ارتقاي قدرت تفكيك مكاني داده هاي ماهواره اي شاخص سطح برگ (از ضريب تبيين 44/0 به 87/0) بود. نتايج تلفيق مدل با داده هاي ماهواره اي نيز نشان داد كه دقت مدل در برآورد عملكرد منطقه اي برنج با كاربرد داده هاي ريز مقياس شده شاخص سطح برگ (قدرت تفكيك مكاني 30 متر) به طور چشمگيري افزايش يافت (ضريب تبيين از 64/0 به 91/0 افزايش يافت).

VSM is a simple vegetative simulation model which in spite of needs to a few input data, its accuracy in field scale is acceptable. However due to high uncertainty in input data, its application in regional studies is very limited. In this study, the regional rice estimation was improved by combining VSM model with satellite data of short wave solar radiation and leaf area index. The spatial resolution of remotely sensed leaf area index from MODIS was improved using downscaling technique and high spatial satellite data of Landsat TM. Later its impact was investigated on validation process of regional rice estimation. Comparison of observed and estimated LAI with (or without) downscaling indicated that in case of applying down scaling technique accuracy of LAI maps will increase up to two times (from R2= 0.44 to R2= 0.87). The results indicated also in case of using downscaled LAI data in VSM model, the overall accuracy of regional rice yield estimation will increase dramatically (from R2= 0.64 to R2= 0.91).