تخمين عملكرد گندم آبي به‌وسيله تصاوير ماهواره لندست در برخي از مزارع شهرستان مشهد

Wheat yield estimation using landsat images and field observation: A case study in Mashhad

يكي از روش‌هايي كه اخيراً در كشور به‌منظور پايش محصولات كشاورزي مورد استفاده قرار مي‌گيرد، استفاده از تصاوير ماهواره‌اي مي‌باشد. با هدف تخمين عملكرد مزارع گندم به‌وسيله تصاوير ماهواره لندست سنجنده TM و ETM+، 13 مزرعه گندم در 2 سال 1388 و 1389 در شهرستان مشهد مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. تصاوير لندست مربوط به سه تاريخ 8 و 27 خرداد و 4 تيرماه سال 88 و 18 ارديبهشت، 3 و 19 خرداد سال 89 و داده‌هاي زميني شامل عملكرد مزارع، مرحله رشدي و موقعيت جغرافيايي آن‌ها در تاريخ‌هاي مشابه بود، موقعيّت جغرافيايي مناطق به‌وسيله دستگاه GPS ثبت شد. سپس تعدادي از شاخص‌هاي گياهي از روابط بين باندها استخراج و روابط همبستگي بين عملكرد با شاخص‌ها و باندها محاسبه شد. نتايج نشان داد از بين تصاوير سال 88، بالاترين همبستگي در تصوير 27 خرداد مشاهده شد (هم‌زمان با مرحله خميري شدن دانه گندم) و در سال 89 نيز در مرحله خميري شدن دانه (تاريخ 19 خرداد سال 89) به‌دست آمد. بالاترين همبستگي با عملكرد در سال 88 در باند قرمز با ضريب تبيين 76/0 مشاهد شد. بعد از آن بيش‌ترين دقت مربوط به شاخص‌هاي PD311 و PD312 در جايگاه بعدي قرار گرفتند. در سال 89 نيز باند قرمز بالاترين همبستگي را با عملكرد داشت. شاخص‌هاي NDVI (شاخص گياهي تفاضل نرمال شده) و SAVI (شاخص پوشش گياهي تعديل خاك) همبستگي قابل‌قبولي با عملكرد نداشتند. در نهايت بهترين همبستگي با عملكرد به‌وسيله روش رگرسيون خطي چند متغير به‌دست آمد. واژه‌هاي كليدي: پيش‌بيني عملكرد، سنجش از دور، سنجنده‌هاي ETM+ و TM، شاخص‌هاي گياهي، NDVI

Remote sensing is one of the techniques recently used for the purpose of monitoring and predicting crop yield. The objective of this study was predicting wheat yield in Mashhad during 2009 and 2010 by Landsat (TM) and (ETM+) images with ground based data. For this purpose, three images dated 6, 14 and 22 Jun 2009 and 8 and 24 May and 9 Jun 2010 were analysed and vegetation indices were computed. Field data included wheat growth stage, yield and geographical position. Results showed that the best relation between yield and indices were obtained in 14 Jun 2009 and 14 May 2010. These dates coincided with milky and maturity stages of wheat. Cumulative indices estimated yield prediction more precisely than others indices. Red band had the highest correlation (r2=0.76) with yield among the other band. Through the other indices, PD311 and PD312 had the best correlation with the yield. Correlation between NDVI and yield was not significant. The best correlation with the yield was obtained by applying the multi linear regression method (r2=0.83). Keywords: Yield prediction, Remote sensing, TM and ETM+ sensors, Vegetation indices, NDVI