ارزیابی رهیافت ضریب گیاهی دوگانه مبتنی بر تکنیک‎های سنجش از دور در برآورد تفکیکی تبخیر-تعرق

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مهندسی آبیاری و آبادانی دانشگاه تهران

2 استادیار گروه مهندسی آب، دانشگاه علوم کشاورزی و منایع طبیعی گرگان

3 دانشگاه تهران _ کرج پردیس کشاورزی و منابع طبیعی دانشگاه تهران گروه مهندسی آبیاری و آبادانی

چکیده

تدقیق برآوردهای موجود از تبخیرتعرق یکی از مسائل بنیادی در برنامه‌ریزی آبیاری و مدیریت منابع آب است. در این پژوهش دو روش در  برآورد تبخیرتعرق گیاه نیشکر در واحد امیرکبیر اهواز مورد استفاده قرار گرفت. در رهیافت اول دو جزء تبخیراز خاک و تعرق از گیاه به صورت تفکیک شده با استفاده از روابطی مبتنی بر شاخص گیاهی NDVI مستخرج از تصاویرسنجنده MODIS  محاسبه شده و سپس جهت محاسبه تبخیرتعرق گیاه، مورد استفاده قرار گرفت. در رهیافت دوم، تبخیرتعرق نیشکر با استفاده از رهیافت منفرد (نشریه فائو 56 ) محاسبه شد. همچنین با استفاده از نرم افزار SimDualKc مقادیر ضریب گیاهی برای ماه‌های دوره رشد بدست آمده و در معادله فائو- پنمن مانتیث استفاده  شد. جهت مقایسه مقادیر بدست آمده از 2 رهیافت فوق،  با مقادیر گزارش شده تبخیرتعرق لایسیمتری، مورد مقایسه قرار گرفت. همبستگی روش‌های رهیافت دوگانه و رهیافت منفرد فائو با روش لایسیمتری به ترتیب، 954/0 و 885/0 بدست آمد. از طرفی خطای استاندارد برای رهیافت منفرد فائو 29/67 و برای رهیافت دوگانه فائو نیز 34/29 می‌باشد. ضریب همبستگی روش‌های رهیافت دوگانه و رهیافت منفرد فائو با روش فائو پنمن مانتیث به ترتیب، 982/0 و 903/0 بدست آمد. از طرفی خطای استاندارد برای رهیافت منفرد فائو 32/51 و برای رهیافت دوگانه فائو نیز 69/10 می باشد. نتایج نشان داد که رهیافت دوگانه فائو مبتنی برسنجش از دور نتایج قابل قبولی در محاسبه تبخیر تعرق گیاه نیشکر بدست می‌دهد و می‌توان از این رهیافت در محاسبه تبخیر تعرق گیاه نیشکر  و برنامه‌ریزی آبیاری استفاده کرد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of a remote sensing-based dual crop coefficient approach for estimation of separated amounts of evaporation and transpiration

نویسندگان [English]

  • Nozar Ghahreman 1
  • Khalil Ghorbani 2
  • Mohammad Heydarzade 3
1 Associate Professor, Department of Irrigation and Reclamation Engineering, University of Tehran
2 . Assistant Professor, Water Engineering Department, Gorgan University of Agriculture and Natural Resources
چکیده [English]

The accuracy of the classical methods to calculate evapotranspiration of plants for use in large areas may not be sufficient and therefore less useful. Thus, the choice of high-precision approaches, despite of restrictions ahead seems necessary. The purpose of this study is calculation of sugarcane evapotranspiration in Ahvaz, Khuzestan province using two methods. In method one, soil evaporation and crop transpiration were separately calculated using NDVI index extracted from MODIS images in. In the second approach, evapotranspiration was estimated using single crop coefficient approach known as FAO 56 method using available coefficients. Besides, crop coefficient values were calculated using SimDualKc software during entire growing season and FAO Penman-Monteith equation was worked out accordingly.The results were also compared to a lysimetric dataset. Correlation coefficient of ET estimations using single and dual crop coefficient approaches with lysimetric measurements were 0.954 and 0.885, respectively. A. On the other hand, the standard error for single coefficient approach was 67.29 and 29.34 dual approach. The results showed that the remote sensing-based dual coefficient approach provides acceptable estimations of sugar cane in the region. More studies are recommended for further scrutiny.

کلیدواژه‌ها [English]

  • evapotranspiration
  • dual crop coefficient
  • NDVI
  • sugarcane

ﺷﯿﻨﯽ دﺷﺘﮕﻞ، ع .، س. ﺟﻌﻔﺮی و ن. ﺑﻨﯽﻋﺒﺎﺳﯽ. 1385 . ﺑﺮرﺳﯽ ﻣﯿﺰان آب ﻣﺼﺮﻓﯽ و اراﺋـﻪ روﺷ‌‌ـ‌ﻬﺎی ﺟﺪﯾﺪ در اﺳﺘﻔﺎده ﺑﻬﯿﻨﻪ از آب آﺑﯿﺎری ﺑﻪ روش ﻫﯿـﺪروﻓﻠﻮم در ﻣـﺰارع ﮐـﺸﺖ و ﺻـﻨﻌﺖ اﻣﯿـﺮﮐﺒﯿـﺮ، ﻣﺠﻤﻮﻋﻪ ﻣﻘﺎﻻت ﻫﻤﺎﯾﺶ ﻣﻠﯽ ﻣﺪﯾﺮﯾﺖ ﺷﺒﮑﻪﻫﺎی آﺑﯿﺎری و زﻫﮑﺸﯽ.

ﺷﯿﻨﯽ دﺷﺘﮕﻞ، ع .، ع. ﻧﺎﺻﺮی و ن. ﺑﻨﯽﻋﺒﺎﺳﯽ. 1385 . اﺛﺮ آﺑﯿﺎری ﯾﮑـﻢ ﺟﻮﯾﭽـﻪ در ﻣﯿﺎن (ﮐﻢآﺑﯿﺎری) روی ﺧﺼﻮﺻﯿﺎت ﮐﻤﯽ و ﮐﯿﻔﯽ ﻧﯿﺸﮑﺮ در ﻣﺰارع ﺟﻨﻮب اﻫـﻮاز. مجله علوم آب و خاک، 13(49). 45-57.

ﺻﺎرﻣﯽ، م. و س . رادﻣﻬﺮ. 1381. ﺗﻌﯿـﯿﻦ آب ﻣـﻮرد ﻧﯿـﺎز ﻧﯿـﺸﮑﺮ رﻗـﻢ 103-48cp در ﻣﻨﻄﻘـﻪ ﻫﻔﺖ ﺗﭙﻪ، ﻧﺸﺮﯾﻪ 217/81 ﮐﺸﺖ و ﺻﻨﻌﺖ ﻫﻔﺖ ﺗﭙﻪ.

موسوی حسب، ر. 1386. اندازه‌گیری نیاز آبی واقعی نیشکر و مقایسة نتایج آن بر برآوردهای نرم‌افزار
REF-ET  در جنوب اهواز جهت تعیین فرمول مناسب برای برنامه‌ریزی آبیاری. پایان نامه کارشناسی ارشد،  دانشگاه شهید چمران اهواز.

Allen, R. G. 2000 , Reference evapotranspiration calculator. University of Idaho,Research and Extension Center, Kimberly. Idaho 83341.

Bastiaanssen, W. 2000. SEBAL-based sensible and latent heat fluxes in the irrigated Gediz Basin, Turkey. J. Hydrol, 229, 87-100.

Calera, A. Martínez, C,. Melia, J. 2001. A procedure for obtaining green plant cover: Relation to NDVI in a case study for barley. International Journal of Remote Sensing. 22, 3357-3362.

Carlson, T. N., and D. A. Ripley. 1997. On the relation between NDVI, fractional vegetation cover, and leaf area index,Remote Sensing of Environmen., 62, 241-252

Chang, J. H. 1961. Microclimate of sugarcane, Hawaiian planters Record, No56.

Doorenbos, J., and W.O. Pruitt. 1975. Guideline for predicting crop water requirement,. FAO Irrig and Drain paper 24 FAO.

Duchemin, B., R. Hadria, S. Er-Raki, G. Boulet, P. Maisongrande, A. Chehbouni,  R. Escadafal, J. Ezzahar, J. Hoedjes, H. Karrou, S. Khabba, B. Mougenot, A. Olioso, J. C.  Rodriguez and V. Simonneaux.  2006. Monitoring wheat phenology and irrigation in Central Morocco: on the use of  relationship between evapotranspiration, crops coefficients, leaf area index and remotely-sensed vegetation indices. Agric. Water Manage: 79,  1–27.

Er-Raki, S., A. Chehbouni and B. Duchemin. 2010.  Combining satellite  remote sensing  data  with  the  FAO56 dual  approach  for    water  use  mapping in  irrigated  wheat   fields  of    a  semi-arid   region.  Remote  Sens. 2 (1),375–387.

Er-Raki, S.,  A.  Chehbouni, N.  Guemouria, B. Duchemin, J. Ezzahar, R. Hadria,  BenHadj and I.,Driven .2006. FAO56 dual crop coefficient approach with remotely- sensed data for  estimating water consumptions of wheat crops in a semiarid region. In: The 2nd International Symposium on Recent Advances in Quantitative Remote Sensing: RAQRS’II, Valencia, Spain, September. 25–29

Er-Raki, S., G. Chehbouni, N. Guemouria, B. Duchemin, J. Ezzahar and R. Hadria. 2007. Combining FAO56 model and ground-based remote sensing to estimate water consumptions of  wheat  crops in a semi-arid  region. Agric. Water Manage.: 87,41–54.

Farg, E., S. M. Arafat, M. S. Abd EI-Wahed and A. M. EL-Gindy. 2012. Estimation of evapotranspiration ETc and crop coefficient Kc of wheat, in south Nile delta of Egypt using integrated FAO56 approach and remote sensing data. the egyptian jor of remote sensing and space sciences. 15(1), 83-89.

González-Dugo, M. P. and L. Mateos, 2008. Spectral vegetation indices for benchmarking water productivity of irrigated cotton and sugarbeet crops. Agric. Water Manage.95 (1),  48–58.

Hunsaker, D. J., P.J. Pinter Jr. and B.A. Kimball. 2005. Wheat basal crop coefficients deter- mined by  normalized difference vegetation index. Irrig. Sci. 24,  1–14.

Hunsaker, D. J., P. J. Pinter Jr., E. M. Barnes and B. A. Kimball. 2003. Estimating cotton evapotranspiration crop coefficients with a multispectral vegetation index. Irrig. Sci. 22,  95–104.

Moran, M. S., T. R. Clarke, Y. Inoue and A. Vidal. 1994. Estimating crop water deficit using the relation between surfaceair temperature and spectral vegetation index. Remote Sens. Environ, 49,246-263.