مدل­سازی عملکرد محصول نیشکر با استفاده از مدلی ترکیبی مبتنی بر داده­ های سنجش از دور

Abstract

سابقه و هدف: سیاست‌گذاران و مدیران، برای تدبیر استراتژی‌های مناسب مدیریتی، شامل قیمت محصول و بازار محصولات در امر واردات و صادرات، نیاز به اطلاعاتی در مورد عملکرد حاصله از محصولات کشاورزی در مقیاس‌های مختلف دارند، اما همواره تخمین میزان عملکرد محصول با توجه به عدم اطلاعات کافی زمینی امری بسیار سخت و هزینه‌بر بوده است. مناسب‌ترین راه، استفاده از داده‌های ماهواره‌ای و تکنیک سنجش از دور می‌باشد. تحقیق حاضر با هدف برآورد عملکرد محصول نیشکر با بکارگیری تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 انجام شد.<br /> مواد و روش‌ها: در‌ ‌این پژوهش، یک مدل ترکیبی برای برآورد حجم محصول نیشکر استفاده شد. این مدل ترکیبی شامل مدل مانتیث برای محاسبه تابش فعال فتوسنتزی جذب ‌شده، مدل استنفورد برای تعیین راندمان مصرف نور و الگوریتم بیلان انرژی سطح زمین (سبال) برای توصیف تغییرات مکانی-زمانی سطح زمین می‌باشد. نقشه‌ی عملکرد محصول از اجرای این الگوریتم در سال 1392 و با بکارگیری 10 تصویر ماهواره‌ای لندست هشت بدست آمد. در الگوریتم سبال همه اجزای بیلان انرژی شامل تابش خالص، شار گرمای خاک، شار گرمای محسوس از تصاویر ماهواره‌ای محاسبه و در تهایت کسر تبخیر بر اساس معادله بیلان انرژی در سطح بدست آمد. برای برآورد ماده خشک تولیدی با توجه به تاریخ و تعداد تصاویر، تابش فعال فتوسنتزی در 10 بازه‌‌ی زمانی محاسبه شد. هر تصویر نماینده یک بازه زمانی گسسته است. در این تحقیق تمام اجزای این مدل ترکیبی برای همه تصاویر موجود در بازه زمانی دوره اصلی رشد محصول نیشکر محاسبه شد و در نهایت اقدام به تهیه نقشه عملکرد محصول برای این منطقه گردید.<br /> یافته‌ها: متوسط عملکرد محصول نیشکر در طول دوره رشد 56 تن در هکتار برآورد شد. میزان عملکرد برآورد ‌شده با این مدل ترکیبی، همبستگی و پراکنش خوبی با عملکرد واقعی مزارع نشان داد(83/0=R2). سپس تأثیرات سن و رقم بر میزان دقت مدل در برآورد عملکرد نیشکر مورد بررسی قرار گرفت. مشخص شد از بین رقم‌های مختلف، مقادیر عملکرد محاسبه شده در مزارع تحت کشت رقم614 -CP57 به علت زودرس بودن و تطابق بهتر با آخرین تصویر، همبستگی بالاتری با مقادیر واقعی عملکرد دارد. همچنین مشاهده ‌شد با افزایش سن‌های مختلف نیشکر از کشت تا بازرویی چهارم هم عملکرد کاهش یافته و هم میزان عمکرد برآورد‌شده، همبستگی و پراکنش کمتری نسبت عملکرد واقعی نیشکر پیدا می‌کند و مقدار همبستگی تا 51/0 کاهش می‌یابد.<br /> نتیجه‌گیری: نتایج حاصل از ارزیابی داده‌های عملکرد محصول و رقم‌های کشت ‌شده نشان دهنده این موضوع بود که عملکرد محصول نیشکر در رقمCP57-614 نسبت به رقم CP69-1062 بالاتر می‌باشد و هم‌چنین تطابق بهتری با مدل ارائه شده نشان می‌داد. هم‌چنین مشاهده شد با افزایش سن‌های مختلف نیشکر از کشت تا بازرویی چهارم هم عملکرد کاهش یافته و هم میزان عملکرد برآورد شده، همبستگی و پراکنش کمتری نسبت عملکرد واقعی نیشکر پیدا می‌کند و مقدار R^2کاهش می‌یابد و میزان خطا نیز افزایش پیدا می‌کند