استخراج مقدار کلروفیل محصول برنج با استفاده از معکوس سازی مدل انتقال تابش تاج پوشش و تصاویر ALOS

معکوس سازی مدل های مبتنی بر فیزیک- بر اساس انتشار تابش درون تاج پوشش- مشخصا در زمره ی روش های موفق در تخمین مقدار پارامترهای پوشش گیاهی از قبیل شاخص سطح برگ و کلروفیل با استفاده از داده های سنجش از دور است. در این تحقیق مقدار کلروفیل برنج در سطح تاج پوشش به عنوان شاخص وضعیت گیاه تخمین زده شد. بدین منظور، مدل انتقال تابش PROSAIL و تصویر سنجنده AVNIR-۲ ماهواره ALOS مورد استفاده قرار گفت. تحقیق میدانی جامعی نیز در طول ماه های تیر و مرداد ۱۳۸۹در ناحیه شمال ایران- آمل- صورت گرفت. ۶۰ پلات: ۲۰× ۲۰ متر مربعی به صورت تصادفی انتخاب شدند و در هر یک از آنها ۴ تا ۷ زیرپلات با توجه به همگنی محصول انتخاب گردید. سپس مقدار کلروفیل در هر زیرپلات با استفاده از دستگاه SPAD-۵۰۲ اندازه گیری شد. تصحیحات اتمسفری با استفاده از مدل MODTRAN انجام گرفت. در گام بعد مدل PROSAIL برای شبیه سازی طیف در باندهای AVNIR-۲ اصلاح گردید. آنالیز حساسیت مدل نیز برای تعیین پارامترهای ثابت و آزاد صورت پذیرفت، و سپس بر اساس مطالعات میدانی دامنه پارامترهای آزاد ورودی به مدل تعیین شد. با استفاده از روش بهینه سازی درون تکرار مدل معکوس و مقدار کلروفیل در دو سطح برگ و تاج پوشش (مقدار کلروفیل برگ × شاخص سطح برگ) تخمین زده شد. از شاخص های R^۲ و RMSE بین مقادیر تخمین زده شده و داده های میدانی به منظور ارزیابی مادل استفاده شد. نتایج نشان داد که با استفاده از مدل PROSAIL استخراج کلروفیل در سطح برگ دقت چندان مناسبی ندارد، اما می توان کلروفیل را با دقت نسبتا مطلوبی در سطح تاج پوشش تخمین زد (R^۲=۰/۵۷ و RMSE=۰/۴۷) و در تحقیقات اکولوژیک و پایش محصول استفاده کرد.

Keywords:

کلروفیل , مدل انتقال تابش , بهینه سازی درون تکرار