امکان‌سنجی تخمین تنش آبی پنبه بر اساس شاخص‌های طیفی تصاویر ماهواره لندست و سنتینل 2

سابقه و هدف: کمبود آبی به عنوان یکی از عوامل تنش محصول پنبه، یک واکنش نسبت به تغییراتی است که در محیط رشد گیاه رخ می‌دهد و بر روی میزان بهره‌وری محصولات زراعی اثر منفی می‌گذارد که با وجود روش‌های مختلف مدیریت زمین‌های زراعی، به خوبی قابل پیشگیری است. مدیریت زمین‌های زراعی نیازمند استفاده از داده‌ها و اطلاعات کافی از بخش‌های مختلف اراضی زراعی بوده و در این صورت است که می‌توان بهره‌وری را به شکل قابل توجهی ارتقاء داد.مواد و روش‌ها: منطقه مورد مطالعه در محدوده اراضی پنبه روستاهای شیرعلی‌آباد و سیستانی ‌محله از توابع بخش خدمات کشاورزی انجیرآب شهرستان گرگان در مختصات جغرافیایی "22 52o36 تا "52 52o36 عرض شمالی و "55 21o54 تا "50 20o54 طول شرقی است. پایش دقیق و مستمر محتوای رطوبتی خاک، به عنوان نماینده تنش رطوبتی خاک، با اندازه‌گیری‌های میدانی رطوبت خاک و دیگر پارامترهای محیطی (دمای محیط، دمای سطح برگ، شاخص سطح برگ و همچنین شوری)، در طی فصل رشد (اواخر اردیبهشت تا اواخر مهر) به مدت 5 ماه صورت گرفت. پس از استخراج باندهای طیفی از تصاویر ماهواره‌ای لندست و سنتینل 2، شاخص‌های طیفی محاسبه شدند. با استفاده از روش‌های رگرسیون چند متغیره خطی (MLR) و رگرسیون درختی M5 ارتباط بین شاخص‌های طیفی به عنوان متغیر مستقل و رطوبت سطحی خاک به عنوان متغیر وابسته، جستجو و در نهایت مدل بهینه با بررسی معیارهای ارزیابی خطا با بیشترین دقت و کمترین خطا حاصل شد.یافته‌ها: مدل درختی M5 نسبت به MLR از دقت بالاتری در برآورد تنش آبی پنبه برخوردار بود؛ بطوریکه در ماهواره لندست ضریب تبیین را از 51/0 به 79/0 افزایش، و مقدار خطا را از 2/4 درصد به 9/2 درصد کاهش داد. همچنین ماهواره لندست نسبت به ماهواره سنتینل 2 از دقت بالاتری برخوردار بود. بطوریکه در سنتینل 2 حداکثر ضریب تبیین 46/0 و خطای 9/4 درصد به دست آمد. در ماهواره لندست شاخص حرارتی LST تأثیرپذیری زیادی از تغییرات تنش آبی نشان داد و ترکیب 3 شاخص حرارتی LST، پوشش گیاهی NDVI و شوری SI2 با ضریب تبیین 76/0 و مقدار درصد خطای 3/3، نتایج قابل قبولی را ارائه نمود.نتیجه‌گیری: تأثیر تنش آبی در بازتاب، در محدوده مادون قرمز و حرارتی باعث شد تا شاخص‌های حرارتی و آبی مانند LST، NMDI، NDWI و WI در اجرای گام به گام مدل درختی M5 تأثیر قابل توجهی داشته باشد. بطوریکه شاخص حرارتی LST در ماهواره لندست و شاخص‌های آبی NDWI و NMDI در ماهواره سنتینل 2 از نقش مؤثرتری در برآورد تنش آبی برخوردا بودند. اط طرفی فقدان باند حرارتی در سنتینل 2 باعث کاهش دقت آن نسبت به ماهواره لندست شده است.