تشخيص مزارع آلوده به بيماري زنگ گندم با استفاده از تصاوير لندست

Detection of the wheat rust disease infected farms using Landsat images

هدف اين پژوهش تشخيص مزارع آلوده به بيماري زنگ گندم مي­باشد. براي اين منظور از داده ­هاي سنجندهETM+ ماهواره لندست 7 در سال زراعي 93-92 و داده­هاي آزمايشگاهي مربوط به طيف بازتابندگي برگ و درجه سلامت برگ در مراحل مختلف بيماري استفاده شده است. مقادير بازتابندگي برگ در محدوده طيفي قرمز و مادون‌قرمز نزديك را از طيف اسپكتروراديومتر استخراج نموده و با استفاده از تابع پاسخ طيفي لندست 7 داده‌ها براي باندهاي اين سنجنده شبيه‌سازي گرديد. سپس با استفاده از شاخص DVI و داده­ هاي مربوط به كسر سلامت برگ شاخصي به نام شاخص سلامت گندم ايجاد گرديد. در اين رابطه مقدار همبستگي اين شاخص با كسر سلامت برگ 0/82 به دست آمد. در ارزيابي شاخص WHI مقدار RMSE برابر 0/089 به دست آمد. نتايج اين تحقيق نشان داد كه اين شاخص در مراحل سبزينگي گياه عملكرد خوبي از خود نشان مي­دهد و مي‌تواند مناطق سالم، بيمار و مشكوك به بيماري را تشخيص دهد. ازآنجاكه شاخص به‌دست‌آمده يك شاخص طيفي است و به رنگ برگ حساس مي­باشد هرچه تصاوير به زمان برداشت محصول نزديك­تر ­شوند اين شاخص ضعيف­تر عمل مي­كند. منطقه مورد آزمون در اين تحقيق در شهرستان سعادت شهر استان فارس واقع است.

The goal of this study is to identify farms which are affected by wheat rust disease. For this, the sensor data of Landsat 7 satellites in growing season of 2013 and 2014 along with some laboratorial data containing reflectance spectrum of leaf and leaf health degree in different levels of disease are used. The reflectance values of leaf are collected by an ASD spectroradiometer in the range of red and near infrared spectrum. The spectral are simulated for Landsat sensor bands using their spectral response functions. Then with the index of DVI and data obtained for leaf health, the Wheat Health Index was introduced. The correlation coefficient obtained is 0.82 and the relevant RMSE is 0.089 which is really good result for diagnosing highly advanced disease. The results show that, this index has a good performance in wheat high growing season when the greenness is high. It can diagnose regions that are healthy from those whom are blighted. Because the WHI index is a spectral index and is sensitive to leaf color, if the acquired images are close to the harvesting time, its performance will be weakened. The selected region in this survey is located in Fars, province, Saadatshahr city