مقایسه‌ی روش‌های سنجش از دوری برآورد تبخیرو تعرق واقعی روزانه با استفاده از تصاویر چندطیفی لندست 8

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی ارشد سنجش از دور دانشگاه خواجه نصیر

2 استاد گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشگاه صنعتی خواجه ‌نصیرالدین طوسی

3 دانشجوی دکتری سنجش از دور، دانشگاه صنعتی خواجه ‌نصیرالدین طوسی

چکیده

کشاورزی مصرف‌کننده‌ی تقریباً 70 درصد از منابع آب‌های شیرین در سراسر جهان می‌باشد. افزایش بی‌رویه جمعیت و به دنبال آن افزایش نیاز به غذا با وجود محدودیت منابع امنیت غذایی را با تهدیدی جدی روبه‌رو می‌کند. درنتیجه مدیریت و افزایش بازده‌ی آبیاری امری ضروریست. تبخیروتعرق واقعی محصول (ETa) یک متغیر مهم برای تخمین نیازآبی آبیاری است. باتوجه به مطالعات انجام شده و کاربرد وسیع مدل‌های برآورد ET، لازم است تا تمرکز بر روش‌های دقیق و سریع تعیین این پارامتر افزایش یابد. لذا هدف این مطالعه مقایسه‌ی روش‌های برآورد سنجش از دوری ETa کاربرپسندانه‌تر، از جمله سامانه‌ی EEFLUX، ابزار METRICTOOL و روش انتخاب خودکار پیکسل سرد و گرم مدل‌های SEBAL و METRIC می‌باشد. برای این منظور از 6 تصویر ماهواره‌ای Landsat 8 در طول دوره‌ی کاشت محصول گندم زمستانه مزارع دانشگاه تهران واقع در محمدشهر کرج استفاده شد. ارزیابی روش‌های مذکور با استفاده از تبخیروتعرق مرجع یونجه (ETr) با استفاده از روش FAO-Penman–Monteith به‌عنوان داده‌ی مرجع انجام شد. RMSE سامانه EEFLUX، ابزار METRICTOOL، SEBAL و METRIC خودکار به‌ترتیب 2.45، 0.33، 0.39 و 2.76 به‌دست آمد. با توجه به نتایج عددی رویکرد خودکار می‌تواند دقت مشابهی در مقایسه با ابزار METRICTOOL داشته باشد. بدین ترتیب رویکرد خودکار کارایی مدل را از نظر زمان و بازده افزایش و می‌تواند خطای انسانی در تخمین تبخیروتعرق را برای کاربران جدید یا بی‌تجربه کاهش دهد و این مدل‌ها را در دسترس عموم کاربران قرار دهد. همچنین داده‌های EEFLUX می‌توانند در مطالعات با وسعت بالا کارایی لازم جهت اقدامات مدیریتی را داشته باشند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Comparison of remote sensing methods for estimating actual daily evapotranspiration using Landsat 8 multispectral images

نویسندگان [English]

  • Faezeh sadat Hashemi 1
  • Mohammad Javad Valadan Zoej 2
  • fahimeh yousefi 3
1 MSc Student in Remote Sensing. k.n.toosi university of technology
2 Professor in Department of photogrammetry and remote sensing, College of geodesy and geomatics, K.N.Toosi University
3 Ph.D. student of photogrammetry in Department of photogrammetry and remote sensing, College of geodesy and geomatics, K.N.Toosi University
چکیده [English]

Agriculture consumes approximately 70% of freshwater resources worldwide. The world population is expected to reach 9.8 billion people by 2050. The increase in population leads to a rise in the demand for food. But limited resources make food security a severe threat. As a result, it is necessary to manage and increase irrigation efficiency. Actual crop evapotranspiration (ETa) is essential for estimating irrigation water requirements. According to the conducted studies and the wide application of ET estimation models, it is necessary to increase the focus on accurate and fast methods of determining this parameter. Therefore, this study aims to compare more user-friendly ETa. remote sensing estimation methods, including the EEFLUX system, METRICTOOL, and the automatic hot and cold pixel selection method of SEBAL and METRIC models. For this purpose, 6 Landsat 8 satellite images were used during the winter wheat crop planting period of Tehran University farms in Mohammad Shahr Karaj. Evaluation of the mentioned methods was done using alfalfa reference evapotranspiration (ETr) of the FAO-Penman-Monteith method as reference data. RMSE of EEFLUX system, METRICTOOL, SEBAL, and automatic METRIC were obtained as 2.45, 0.33, 0.39, and 2.76, respectively. According to the numerical results, the automatic approach can be accurate as the METRICTOOL. In this way, the automatic process increases the model's efficiency in terms of time and efficiency and can reduce human error in ET estimation for new or inexperienced users, making these models available to the public. Also, EEFLUX data can be helpful for management measures in large-scale studies.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Food security
  • Evapotranspiration
  • Sebal
  • Metric
  • EEFLUX