تقدیر رطوبة التربة السطحیة بإستخدام تحلیل الصور الرقمیة

نظرا لأهمیة تقدیر المحتوی الرطوبی للتربة وذلک لتحدید مواعید الری وباقی العملیات الزراعیة حتی لا یتم اجراء تلک العملیات عند رطوبة غیر مناسبة للتربة فیحدث هدم لبناء التربة.فکان لابد من ایجاد طریقة سهلة وسریعة لتحدید رطوبة سطح التربة  وتم ذلک عن طریق تحلیل الصور الرقمیة المأخوذة لسطح التربة والوصول الی العلاقة التی تربط المحتوی الرطوبی لسطح التربة مع لون التربة. ومع تغیر رطوبة التربة یتغیر اللون الخارجی لسطح التربة وبالتالی یمکن تبین هذا الفرق فی تحلیل الصور الرقمیة المأخوذة للتربة عن طریق نسب الألوان الأساسیة (أحمر، أخضر ،أزرق)( RGB ).
 وقد أجریت التجربة فی کلیة الزراعة جامعة المنصورة الدقهلیة لخمس أنواع من التربة ]رملیة طینیة طمییة (1)،طینیة طمییة (2)، سلتیة طینیة طمییة (3)، رملیة (4)، طینیة (5)[ معدة فی صوانی خشبیة 1×1م بعمق 0.15 م. رویت تلک العینات بالماء للوصول بها الی ضعف السعة الحقلیة (درجة التشبع) مرتین قبل اجراء عملیة التصویر مع تسویة سطح التربة لکی لا یقل العمق عن 0.1م. وکانت تلک الصوانی معرضة للشمس مباشرة (دون وجود ظل) وأخذت معاملات ری (100، 150، 200%) من السعة الحقلیة وأخذت المعاملة الرابعة للتعبیر عن التربة الجافة هوائیاٌ.
صورت تلک الصوانی مرة واحدة اسبوعیا بعد الظهیرة من 28 ابریل حتی 27 مایو 2009 بواسطة کامیرا Kodak EasyShare-c340 مثبتة علی حامل رأسی. واخذت الصور علی ثلاث ارتفاعات (0.3 ،0.6 ، 0.9م) أعلی سطح التربة وأخذت ثلاث لقطات عند کل ارتفاع .ولضمان رأسیة وضع الکامیرا أعلی سطح التربة ثبت حامل الکامیرا أعلی عمود تلیسکوبی بمیزان میاه لضمان الأفقیة.
حللت الصور بواسطة Image Analysis Software والذی یستخدم لحساب القیم الرقمیة ( صفر- 255) للأزرق والاصفر و الاحمر ویعطی أیضا الانحراف المعیاری للقیم فی المساحة المختارة . واخذت متوسطات القیم لکل من الألوان الثلاثة والانحراف المعیاری للخمس صوانی للمقارنة.
وقد تحققت العلاقة الجیدة بین المحتوی الرطوبی لسطح التربة ومتوسط الانحراف المعیاری للأخضر والأحمر [  ASD_RG= (STDEV_red + STDEV_green)/2 ] .
وقد تحققت قابلیة استخدام الصور الرقمیة لبیان المیاه الراکدة فوق سطح التربة للخمس أنواع من الترب المختلفة. وتحققت تلک العلاقة بین المحتوی الرطوبی للتربة ولون التربة معبرا عنه بقیم الازرق والاخضر والاحمر وانحرافهم المعیاری وقد کان متوسط الانحراف المعیاری لقیم الاخضر والاحمر  ASD_RG مؤشر جید للمحتوی الرطوبی للتربة لجمیع أنواع التربة المستخدمة مع الصور المأخوذة من ارتفاع 0.6-   0.9 م .
وکان متوسط قیم الأخضر والاحمر لا یظهر الفرق فی محتویات الرطوبة المختلفة .
وکان کل من المتوسط والانحراف المعیاری لقیم الازرق والاخضر والاحمر لهم القدرة علی کشف وجودالماء الثابت علی سطح التربة للأنواع المختلفة ولکن الانحراف المعیاری کان أکثر وضوحا . وایضا متوسط  الانحراف المعیاری لقیم الاخضر والاحمر کان قادرا علی الفصل بین التربة مع المیاه الراکدة والتربة مع عدم وجود میاه راکدة.
فبشکل عام البیانات المستنتجة من الصور علی ارتفاع 0.6 ، 0.9م کانت أفضل من المأخوذة علی ارتفاع 0.3م.
وقد أظهر هذا البحث مدی امکانیة استخدام الصور الرقمیة مع برامج معالجتها البسیطة للتنبؤ بالمحتوی الرطوبی للتربة وتکون هذه الصور مفیدة فی تبیین توزیع المیاه علی طول الحقل بعد الری و فی تقدیر الجریان السطحی والتقدم والإنحسار للمیاه علی سطح التربة وتحدید اماکن برک المیاه علی سطح التربة . وبالتالی یمکن استخدام الصور الرقمیة لبیان آداء الری الحقلی.