Comparing the Results of Actual Evapotranspiration from SEBAL and METRIC Models Using MODIS and ETM+ Sensor Images

Document Type : علمی - پژوهشی

Authors

1 M.Sc. Graduate, Irrigation and Drainage Engineering, Imam Khomeini International University, Qazvin

2 Assistant prof., Dep. of Water Engineering, Imam Khomeini International University

Abstract

Increasing crop production depends on the supply crop water demands, thus accurate estimation of crop water demands helps not only to crop production, but also is effective in the management of water resources. SEBAL and METRIC algorithms are the most widely used methods for estimating evapotranspiration as a residual of the energy balance with using remote sensing data. Based on this, the purpose of the present research was to investigate the results of actual evapotranspiration of crop from SEBAL and METRIC models in the Qazvin plain. To evaluate the results of actual evapotranspiration, two sensors with different temporal and spatial resolution (images of MODIS sensor Terra satellite and ETM+ sensor Landsat 7 satellite) were used. In this regard, Qazvin weather station data as well as data Lysimeter were used in order to verify the results of METRIC and SEBAL algorithm. The results of METRIC and SEBAL models with a total of 10 images obtained from MODIS sensor Terra satellite and ETM+ sensor Landsat 7 satellite were evaluated with data Lysimeter for grass reference crop in 1380. MODIS sensor with r=0.88, RMSE=1.91 and SE=0.85 mm/day with r=1.00, RMSE=0.91 and SE=0.09 in METRIC model compared with the SEBAL model estimates are more accurate than the lysimeter operation and in this research recommended as a top model for estimating actual evapotranspiration in the Qazvin plain.

Keywords

References

  1. ابراهیمی پاک، ن.ع.، 1380، تعیین تبخیر و تعرق پتانسیل گیاه مرجع با استفاده از لایسیمتر و مقایسه با روش‌های تجربی، گزارش پژوهشی سالیانه، وزارت جهاد کشاورزی، سازمان تحقیقات و آموزش کشاورزی، مرکز تحقیقات کشاورزی قزوین، بخش تحقیقات آب و خاک.
  2. امیدوار، ج.، داوری، ک.، ارشد، ص.، موسوی بایگی، م.، اکبری، م.، فرید حسینی، ع.، 1391، برآورد تبخیر و تعرق واقعی با استفاده از تصاویر سنجندة استر و مدل متریک، مهندسی آبیاری و آب، سال سوم، ش. 9، صص. 49-38.
  3. امیدوار، ج.، نوری، س.، داوری، ک.، فرید حسینی، ع.، 1392، برآورد تبخیر و تعرق واقعی مبتنی‌بر تصاویر ماهواره‌ای با استفاده از دو مدل سبال و متریک، مهندسی آبیاری و آب، سال سوم، ش. 12، صص. 22-11.
  4. شیردلی، ع.، توسلی، ا.، 1394، پیش‌بینی عملکرد و کارآیی مصرف آب زعفران با استفاده از مدل‌های شبکة عصبی مصنوعی برمبنای فاکتورهای اقلیمی و آب، زراعت و فناوری زعفران، سال سوم، ش. 2، صص. 131-121.
  5. کوچک‌زاده، م.، نیکبخت، ج.، 1383، مقایسة روش‌های مختلف برآورد تبخیر و تعرق مرجع در اقلیم‌های مختلف ایران با روش استاندارد فائو پنمن‌ـ مانتیث، نشریة علوم کشاورزی، سال دهم، ش. 3، صص. 57-43.
  6. مباشری، م.، خاوریان نهزک، ح.، 1385، تجزیه و تحلیل روش‌های استفاده از ماهواره در تعیین میزان تبخیر- تعرق، مجلة علوم جغرافیا، دانشگاه تربیت معلم تهران. جلد سوم، ش. 3، صص. 95 -85.
  7. نظری، ر.، کاویانی، ع.، ۱۳۹۳، ارزیابی روش‌های مختلف تجربی تخمین تبخیر و تعرق پتانسیل در دشت قزوین، کنفرانس بین‌المللی توسعة پایدار، راهکارها و چالش‌ها با محوریت کشاورزی، منابع طبیعی، محیط‌زیست و گردشگری، تبریز.
  8. Allen, R.G., Tasumi, M. & Trezza, R., 2007, Satellite-Based Energy Balance for Mapping Evapotranspiration with Internalized Calibration (METRIC) Model, Irrigation and Drainage Engineering, 133, PP. 380–394.
  9. Allen, R.G., Tasumi, M. & Morse, A., 2005, Satellite-Based Evapotranspiration by METRIC and Landsat for Western States Water Management, US Bureau of Reclamation Evapotranspiration Workshop, Feb 8–10, Ft. Collins.
  10. Allen, R.G., Pereira, L.S., Raes, D. & Smith, M., 1998, Crop Evapotranspiration, Guide-lines for Computing Crop Water Requirements, FAO, Rome, Italy (FAO Irrigation and Drainage Paper, (56): 300 PP.).
  11. ASCE-EWRI, 2005, The ASCE Standardized Reference Evapotranspiration Equation, Technical Committee Report to the Environmental and Water Resources Institute of the American Society of Civil Engineers from the Task Committee on Standardization of Reference Evapotranspiration, ASCE-EWRI, 1801 Alexander Bell Drive, Reston, VA 20191–4400, 173 PP.
  12. Bastiaanssen, W.G.M., 1998, A Remote Seneinsing Surface Energy Balance Algorithm for landformulation, Hydrology, PP. 212–229.
  13. Bastiaanssen, W.G.M., Pelgrum, H., Wang, J., Ma, J.F., Moreno, G.J. & Vanderwal, T., 2002, A Remote Sensing Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL), Validation, Journal of Hydrology, (212-213), PP. 213–229.
  14. Casa, R., Rossi, M., Sappa, G. & Trotta, A., 2008, Assessing Crop Water Demand by Remote Sensing and GIS for the Pontina Plain, Central Italy, Springer Science + Business Media BV 23, PP. 1685–1712.
  15. Hong, S.H., Hendrickx, J. & Borchers, B., 2009, Up-Scaling of SEBAL Derived Evapotranspirationmaps from Landsat (30 m) to MODIS (250 m) Scale, J of Hydrol, 370, PP. 122–138.
  16. Liang, S., 2004, Quantitative Remote Sensing of Land Surfaces, John Wiley & Sons Inc., Hoboken, New Jersey, USA. ISBN 0 471 28166 2.
  17. Tasumi, M., Allen, R.G. & Trezza, R., 2005, Operational Aspects of Satellite-Based Energy Balance Models for Irrigated Crops in the Semi-Arid U.S., Irrigation and Drainage Systems, 19, PP. 355–376.
  18. Tasumi, M., Trezza, R., Allen, R.G. & Wright, J.L., 2003, U.S. Validation Tests on the SEBAL Model for Evapotranspiration via Satellite, ICID Workshop on Remote Sensing of ET for large Regions, 17 Sept.
  19. Trezza, R., 2006, Estimation of Evapotrans-piration from Satellite-Based Surface Energy Balance Models for Water Management in the Rio Guarico Irrigation System, Venezuela, Universidad de los Andes, NURR-CIDIAT.
Iranian Journal of Remote Sensing & GIS
Volume 9, Issue 1 - Serial Number 1
October 2017
Pages 63-74

Files

Share

How to cite

Statistics