علی صادقی؛ سهام میرزایی؛ ساغر چاخرلو؛ مهدی غلام نیا؛ حسینعلی بهرامی
چکیده
کلروفیل و نیتروژن برگ، به‌دلیل نقش مهمی که در فتوسنتز دارند، از شاخص‌های بیولوژیک مهم وضعیت فیزیولوژیک گیاهان به‌شمار می‌روند. توانایی در کمّی‌سازی میزان کلروفیل و نیتروژن می‌تواند اطلاعات مهمی در زمینة فعالیت‌های کشاورزی دقیق، برنامهریزی مدیریت منابع گیاهی و کشاورزی، و مدلسازی خدمات و قابلیت‌های تولید اکوسیستم تهیه کند. ...
بیشتر
کلروفیل و نیتروژن برگ، به‌دلیل نقش مهمی که در فتوسنتز دارند، از شاخص‌های بیولوژیک مهم وضعیت فیزیولوژیک گیاهان به‌شمار می‌روند. توانایی در کمّی‌سازی میزان کلروفیل و نیتروژن می‌تواند اطلاعات مهمی در زمینة فعالیت‌های کشاورزی دقیق، برنامهریزی مدیریت منابع گیاهی و کشاورزی، و مدلسازی خدمات و قابلیت‌های تولید اکوسیستم تهیه کند. هدف از این مطالعه ارزیابی قابلیت شاخص‌ها، به‌منظور تخمین میزان کلروفیل و نیتروژن گندم، با استفاده از دادههای طیفسنجی در سطح تاج‌پوشش و همچنین تعیین مناسب‌ترین نواحی طیفی و پدیده‌های جذبی است. این پژوهش در محیط گلخانه انجام شد و اندازه‌گیری طیفی با دستگاه طیف‌سنج Fieldspec-3-ASD صورت گرفت. چهار شاخص باریک باند گیاهی، در قالب دو دستة شاخص‌های نسبتی (NDVI، RVI و DVI) و شاخص تعدیل‌کنندة تأثیر خاک (SAVI2) برای بازتاب طیفی و مشتق اول طیف برای کل نمونهها، محاسبه و نتایج آنها مقایسه شد. پارامترهای عمق باند ماکزیمم، طول موج عمق باند ماکزیمم، مساحت، چولگی و پهنای کامل در نصف مقدار بیشینه، درمورد هفت پدیدة جذبی محاسبه و همبستگی این شاخص‌ها با غلظت کلروفیل و نیتروژن گندم بررسی شد. نتایج نشان دادند، درصورتی‌که از طیف بازتابندگی استفاده شود، شاخص SAVI2 ارتباطی قوی‌تر (۱۲/۰ =RMSE، ۸۵/۰=R2) از دیگر شاخص‌ها با میزان کلروفیل نشان می‌دهد و درمورد شاخصNDVI نیز، این ارتباط قوی‌تر (۳۰/۰ =RMSE، ۶۹/۰=R2) از شاخص‌های دیگر با میزان نیتروژن خواهد بود؛ درحالی‌که با استفاده از مشتق اول بازتاب طیفی شاخص NDVI نتایج بهتری ارائه می‌دهند. مساحت و عمق محدودة جذبی ۷۶۰-4۳0 نانومتر برای مطالعة میزان کلروفیل و نیتروژن گندم بهترین شاخص‌ها محسوب می‌شوند.
علیرضا ظهیر نیا؛ حمید رضا متین فر؛ حسینعلی بهرامی
چکیده
کربن آلی نقشی حیاتی در پایداری زیستمحیطی, شاخص کیفیت و سلامت خاک دارد؛ بنابراین شناسایی توزیع مکانی ترسیب کربن از الزامات برنامهریزی محیطی و مدیریت خاک است. پژوهش حاضر به‌منظور بررسی میزان ترسیب کربن در کاربری‌های کشت و صنعت نیشکر، کشاورزی سنتی و بایر انجام شد. در هر کاربری، شصت نمونه خاک برداشت و کربن آلی، شوری، آهک، واکنش خاک ...
بیشتر
کربن آلی نقشی حیاتی در پایداری زیستمحیطی, شاخص کیفیت و سلامت خاک دارد؛ بنابراین شناسایی توزیع مکانی ترسیب کربن از الزامات برنامهریزی محیطی و مدیریت خاک است. پژوهش حاضر به‌منظور بررسی میزان ترسیب کربن در کاربری‌های کشت و صنعت نیشکر، کشاورزی سنتی و بایر انجام شد. در هر کاربری، شصت نمونه خاک برداشت و کربن آلی، شوری، آهک، واکنش خاک و سدیم محلول خاک اندازه‌گیری شد. با استفاده از دادههای طیفی سنجندة OLI و TIRS ماهوارة لندست 8، مقادیر باندها و شاخص‌های خاکی و پوشش گیاهی شامل NDVI، SAVI، TSAVI، OSAVI، MSAVI، SOCI، WDVI، PVI، RVI و BI در نقاط نمونهبرداری به‌دست آمد و رابطة بین آنها و مقدار مادة آلی خاک محاسبه شد. نتایج نشان می‌دهد، بیشترین همبستگی را با مقدار مادة آلی خاک به خود اختصاص داده‌اند: در کاربری کشت و صنعت، شاخص SOCI با 30/50% و باند 3 با 82/53%؛ در کشاورزی سنتی، شاخص PVI با همبستگی 35/60% و باند 7 با 63/60%؛ در اراضی بایر، شاخص RVI با همبستگی 27/34% و باند 2 با 67/36%. نتایج تحلیل آماری به‌روش برازش حداقل مربعات جزئی نشان داد میانگین نتایج واسنجی و اعتبارسنجی به‌ترتیب 48/43 و 08/39% است. نتایج برآورد مادة آلی خاک به‌روش کریجینگ و مدل درخت M5 نشان می‌دهد که همبستگی مقادیر مادة آلی اندازه‌گیری و پیش‌بینی‌شده به‌ترتیب 20/66 و 00/82% بود. طبق این نتایج، بین مقادیر مادة آلی خاک و شاخص‌ها و باندهای ماهوارة لندست 8 همبستگی معنی‌داری وجود دارد و می‌توان مقادیر مادة آلی خاک منطقة مورد مطالعه و سایر مناطق دارای شرایط مشابه را با احتمال مورد قبولی تخمین زد.
مجید دانش؛ روشنک درویش‌زاده؛ علی‌اکبر نوروزی
دوره 8، شماره 1 ، بهمن 1395، ، صفحه 71-94
چکیده
بخش رس از مهم‌ترین اجزای بافت خاک است که در عملیات مدلسازی زیستمحیطی2 و پهنهبندی رقومی خاک3 بسیار مورد توجه است. ازآنجاکه این ویژگی از تغییرپذیریهای مکانی4 تأثیر می‌پذیرد، تشخیص و پهنهبندی و پایش این پارامتر، در مقیاس وسیع و با روشهای نمونهبرداری سنتی و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینهبر و وقتگیر است. بنابراین، تقاضا ...
بیشتر
بخش رس از مهم‌ترین اجزای بافت خاک است که در عملیات مدلسازی زیستمحیطی2 و پهنهبندی رقومی خاک3 بسیار مورد توجه است. ازآنجاکه این ویژگی از تغییرپذیریهای مکانی4 تأثیر می‌پذیرد، تشخیص و پهنهبندی و پایش این پارامتر، در مقیاس وسیع و با روشهای نمونهبرداری سنتی و تحلیل آزمایشگاهی معمول، بسیار هزینهبر و وقتگیر است. بنابراین، تقاضا برای بررسی اینگونه اطلاعات با کیفیت خوب، هزینۀ کم و قدرت تفکیک (مکانی) مناسب، در مباحث و زمینههایی همچون کشاورزی دقیق5 (PA) و برنامهریزی اراضی6 (LP) بسیار زیاد شده است. با ظهور طیفسنجی ابرطیفی آزمایشگاهی (LDRS) که براساس ارتعاشات بنیادین7 (FVs)، علائم ترکیبی8 و فرعی9 حاصل از گروههای عاملی10 به تشخیص و بررسی اجزای خاک میپردازد، روزنهای در بررسی این پارامتر خاک ایجاد کرده است. طی تحقیق حاضر، از طیفسنجی بازتابی مجاورتی11 (PSS) برای بررسی مقادیر رس در قسمتهایی از استان مازندران استفاده شده است. بدین ترتیب، مجموع 128 نمونه از عمق 20 سانتیمتری سطح خاک و براساس روش نمونهبرداری طبقهبندی‌شدۀ تصادفی12 (SRS) و نیز با کمک اطلاعات جانبی همچون: زمینشناسی، کاربری اراضی، نقشۀ راهها، و خاکشناسی استان جمعآوری شد. در ابتدا، مجموع نمونهها به دو قسمت تقسیم شد: 96 نمونه برای ایجاد مدل (عملیات واسنجی13) و 32 نمونه برای اعتبارسنجی مستقل14 آن. با بهرهگیری از تحلیل رگرسیون چندمتغیرۀ 15PLSR و براساس تکنیک اعتبارسنجی متقاطع به روش حذف تکی16 (LOOCV) و عملیات پیشپردازشی17 چون: میانگینگیری18 (روش کاهش دادههای ابرطیفی19)، هموارسازی و مشتق اول طیفی براساس الگوریتم ساویتسکی- گولای20، درنهایت مدل کالیبراسیون با چهار فاکتور21 (LFs)، با RMSEC حدود 55/9 و R2C حدود 73/0 و نیز RPDC تقریبی 94/1 و RPIQC تقریبی 19/3 (ست کالیبراسیون)، به‌منزلۀ مطلوبترین مدل جهت برآورد مقادیر رس منطقۀ مورد مطالعه، شناخته شد که نتایج حاکی از توانایی مناسب مدل در برآورد رس منطقه بوده است. درنهایت، قابلیت فناوری طیفسنجی بازتابی پراکنشی مرئی-فروسرخ نزدیک22 (VNIR-DRS)، در بررسی اجزای رسی منطقه، به اثبات رسید. همچنین، می‌شود این مدل و نیز دامنههای طیفی مؤثر به‌دست‌آمده را جهت بررسی مقادیر رس در مقیاس بسیار وسیع، با عملیات بیشمقیاسسازی23 به‌وسیلۀ دادههای ابرطیفی هوایی-ماهوارهای، مبنا قرار داد. این امر نشان‌دهندۀ اهمیت ابرطیفسنجی آزمایشگاهی، همچون پایهای برای تشخیص باندهای طیفی مفید و نیز ایجاد مدل جهت استفادۀ آن در دورسنجی ابرطیفی است.
حسینعلی بهرامی؛ سهام میرزایی؛ علی درویشی بلورانی؛ روشنک درویش‌زاده؛ سید کاظم علوی‌پناه
دوره 7، شماره 4 ، بهمن 1394، ، صفحه 13-26
چکیده
فراوانی و شدت وقوع پدیدۀ طوفان‌های گردوغبار طی چند سال اخیر در منطقۀ غرب آسیا و به‌ویژه در کشور ایران، افزایش پیدا کرده است. تاکنون آثار زیانبار این پدیده در مراحل گوناگون زندگی گیاهی، جانوری و انسانی بررسی شده است. در این پژوهش، تأثیر این پدیده در بازتابندگی طیفی گیاه گندم که مهم‌ترین گونۀ کشاورزی کشور به‌شمار می‌رود، بررسی و ...
بیشتر
فراوانی و شدت وقوع پدیدۀ طوفان‌های گردوغبار طی چند سال اخیر در منطقۀ غرب آسیا و به‌ویژه در کشور ایران، افزایش پیدا کرده است. تاکنون آثار زیانبار این پدیده در مراحل گوناگون زندگی گیاهی، جانوری و انسانی بررسی شده است. در این پژوهش، تأثیر این پدیده در بازتابندگی طیفی گیاه گندم که مهم‌ترین گونۀ کشاورزی کشور به‌شمار می‌رود، بررسی و باندهای بهینه برای هریک از شاخص‌های باریک‌باند در مطالعۀ تأثیر این پدیده در گندم تعیین شده است. دو رقم از گندم (Triticum aestivum L.) در محیط گلخانه و در شرایط کنترل‌شده پرورش داده شد و با استفاده از دستگاه تونل باد در طول روزهای متفاوت، بدون گردوغبار، دو، چهار و شش روز، و دو دورۀ رشد متفاوت، سه‌برگی شدن و خوشه‌دهی، درمعرض گردوغبار قرار گرفتند. اندازه‌گیری طیفی با استفاده از دستگاه طیف‌سنج Fieldspec-3-ASD با محدودۀ طیفی کامل انجام شد. چهار شاخص باریک‌باند طیفی جدید شامل NDVI، RVI، SAVI و PVI برای کل نمونهها و همچنین، برای نمونه‌های مراحل سه‌برگی‌شده و خوشه‌دهی به‌طور جداگانه محاسبه و همبستگی بین این شاخص‌ها و تعداد روزهای گردوغباری بررسی شد. دقت نتایج تخمین تعداد روزهای گردوغباری با استفاده از R2 و RMSE و روش اعتبار متقابل سنجیده شد. فقط باندهای بهینۀ انتخاب‌شده در شاخص SAVI2 محاسبه‌شده برای دادههای مرحلۀ خوشه‌دهی در محدودۀ طیفی SWIR قرار داشت. نتایج نشان دادند که در کل سه حالت، شاخص PVI ارتباط قوی‌تری (70/0 =RMSE،80/0=R2) به‌نسبت دیگر شاخص‌ها، با تعداد روزهای گردوغباری نشان می‌دهد. همچنین، شاخص‌ها قابلیت بهتری در تخمین تعداد روزهای گردوغباری در دادههای مرحلۀ سه‌برگی شدن (77/0 67/0 و 80/0 63/0)، درقیاس با دادههای مرحلۀ خوشه‌دهی (91/0 73/0 و 71/0 62/0) نشان دادند. بنابراین، تعداد روزهای گردوغباری با استفاده از روش شاخص‌های باریک باند در مراحل ابتدای رشد گیاه با دقت بالاتری تخمین زده می‌شود.
حسینعلی بهرامی؛ محبوبه جلالی؛ علی درویشی بلورانی
دوره 5، شماره 2 ، بهمن 1392
چکیده
در سال‌های اخیر وقوع طوفان‌های گردوغبار به بحران جدی منطقه‌ای تبدیل شده است. استان خوزستان، از مناطقی است که تحت تأثیر این پدیده قرار دارد. پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی در وقوع این طوفان‌ها نقش مهمی دارند. در این تحقیق، تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی و ارتباط آنها با پدید‌آمدن طوفان‌های گردوغبار بررسی ...
بیشتر
در سال‌های اخیر وقوع طوفان‌های گردوغبار به بحران جدی منطقه‌ای تبدیل شده است. استان خوزستان، از مناطقی است که تحت تأثیر این پدیده قرار دارد. پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی در وقوع این طوفان‌ها نقش مهمی دارند. در این تحقیق، تغییرات زمانی و مکانی پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی و ارتباط آنها با پدید‌آمدن طوفان‌های گردوغبار بررسی شد. بدین منظور، دادههای اقلیمی (سرعت باد، دما، بارندگی، درصد رطوبت نسبی)، و فراوانی وقوع ریزگردها از سال 2000 تا 2008 ارزیابی شد. با استفاده از تصاویر مودیس، شاخص NDVI برای هر ماه طول این دوره استخراج و سپس واسطه‌یابی داده‌ها با روش کریجینگ انجام شد. بعد از انجام پیش‌پردازش، داده‌ها به ماتریس‌های 1819 تبدیل شدند. مدل رگرسیون خطی‌ای چندمتغیره (از لحاظ پارامتر) بین پارامترهای اقلیمی و پوشش گیاهی (متغیرهای مستقل) و فراوانی طوفان‌های گرد و غبار برای هر پیکسل (المان ماتریس) تخمین زده شد. براساس مدل‌های به‌دست آمده، بین مقادیر واقعی و پیش‌بینی‌شده در تمام ماه‌ها به جز خرداد، انطباق (0/96 درصد) وجود دارد. تفسیر نقشه‌های خاک، کاربری اراضی، و نوع پوشش گیاهی، از وجود خاک‌های شور و قلیا با قابلیت انتشار زیاد به هوا در مناطق جنوبی استان نشان دارد که باعث ایجاد بالاترین پتانسیل وقوع گرد و غبار با منشأ داخلی در این مناطق شده است. نتایج تست اعتبارسنجی برای همة انواع خاک، نشان داد که بیشترین دقت، به خاک‌های شور و قلیا و کمترین دقت، به خاک‌های باتلاقی شور و تپه‌های شنی ربط دارد. بنابراین، تخریب پوشش گیاهی به‌طور مؤثری فراوانی طوفان‌های گردوغبار با منشأ داخلی را در استان خوزستان تحت‌تأثیر قرار داده است و خاک‌های شور و قلیا بیشتر از سایر خاک‌ها مستعد رهاسازی ذرات غبار به جو هستند.
