آناليز تفكيك‌پذيري طيف‌هاي حاصل از مشاهدات ميداني ارقام گندم و جوي ايراني در مراحل مختلف رشد آن‌ها با استفاده از شاخص‌هاي گياهي

Evaluation of Spectral Reflectance of Iranian Wheat and barley Varieties Canopies at different growth stages using vegetation

تهيه‌ي اطلاعات مربوط به سطح زير كشت گندم و جو و ميزان محصول آن‌ها، تامين‌كننده‌ي مديريت موفق و پايدار در سياست‌گذاري‌هاي اقتصادي براي اين دو كالاي راهبُردي مي‌باشند. با افزايش قدرت تفكيك طيفي و مكاني داده‌هاي ماهواره‌اي، امكان تهيه‌ي ‌چنين اطلاعاتي به صورت به هنگام و دقيق تا حدود زيادي فراهم شده است. بررسي بازتاب طيفي گياهان با استفاده از طيف‌سنجي ميداني امكان تفكيك ارقام مختلف گندم و جو و تهيه‌ي نقشه‌ي پراكندگي آن‌ها را به ويژه در استفاده از سنجش از دور ابر طيفي افزايش مي‌دهد. به همين منظور منحني رفتار طيفي مربوط به 9 رقم گندم و 5 رقم جو در مزرعه‌ي موسسه‌ي تحقيقات اصلاح و تهيه نهال و بذر واقع در كرج در چهار مرحله از مقاطع رشد اندازه‌گيري شدند. مشاهدات توسط دستگاه طيف‌سنج ميداني ASD FieldSpec®3 در دامنه طول موج 350 تا 2500 نانومتر در نور و شرايط طبيعي اخذ گرديدند. در مرحله‌ي پيش‌پردازش سه محدوده‌ي نويزي متاثر از بخار آب، شناسايي و حذف شدند. سپس با استفاده از روش‌هاي آماري مشاهدات اشتباه كنار گذاشته شدند. به منظور بارزسازي تفاوت‌هاي احتمالي بازتاب طيفي ارقام مورد مطالعه، 65 شاخص گياهي طيفي مهم و حساس به غلظت كلروفيل، شدت فتوسنتز، نيتروژن و ميزان آب موجود در تاج گياه و غيره براي طيف‌هاي هر چهار مرحله مشاهداتي محاسبه گرديدند. سپس از آناليز آماري واريانس و آزمون جفتي توكي، جهت بررسي تفكيك‌پذيري ارقام مختلف گندم و جو استفاده شد. نتايج نشان مي‌دهد كه در مرحله‌ي سوم مشاهداتي، شاخص‌هاي بيشتري مي‌توانند تعداد ارقام بيشتري را از همديگر تفكيك كنند. اين مطلب نويدبخش امكان تهيه‌ي نقشه‌ي ارقام مختلف گندم و جو بر اساس داده‌هاي سنجش از دوري است.

The information of the wheat and barley cultivated areas and its yield are indispensable for sustainable management and economic policy making for these strategic food crops. Introduction of high spectral and special resolution satellite data has enabled production of such information in a timely and accurate manner. Evaluation of the spectral reflectance of plants using field spectroradiometry provides the possibility to identify and map different wheat and barley varieties especially while using hyperspectral remote sensing. Therefore, the behavior of the spectral curve corresponding to the nine varieties of wheat and five varieties of barley in a field at Seed and Plant Improvement Institute in Karaj growth were measured in four sections. Measurements were carried out using ASD FieldSpec®3 spectroradiometer in the range of 350-2,500 nm under natural light and environmental conditions. In the preprocessing phase noise of steam three areas are identified and eliminated and then the quality of the data collected using statistical methods, erroneous observations were excluded. A set of 65 indices of important vegetation indices sensitive to canopy chlorophyll content, photosynthesis intensity, nitrogen and water content were employed to enhance probable differences in spectral reflectance among various wheat and barley varieties in four growth stage. Analysis of variance and Tukey’s paired test were then used to compare wheat and barley varieties. The results showed that more indices number can be observed in the third stage of the cultivars are separated from each other. This promises the possibility of accurate mapping of wheat and barley varieties cultivated areas based on hyperspectral remotely sensed data.