عمل خرائط للمحتوى المائى لمحصول القمح باستخدام صور الاقمار الصناعیة

نوع المستند : Original Article

المؤلف

مدرس الهندسة الزراعیة – قسم الهندسة الزراعیة – کلیة الزراعة – جامعة طنطا مصر.

المستخلص

ان استخدامالاستشعارعن بعد فى متابعة وتقدیر الحالة المائیة للمحاصیل الزراعیة ذو اهمیة خصوصا فى المناطق التى تعانى شحة المیاه کما فى مصر حیث أنه یعطى رؤیة مبکرة عن حالة المحاصیل وبالتالى اتخاذ القرار المناسب لتجنب انخفاض الانتاجیة لذلک هناک اهمیة کبیرة فى استخدامه لاستغلال الموارد المتاحة باعلى کفاءة. وکانالهدف الاساسى من هذا البحث هو دراسة امکانیة استخام صور الاقمار الصناعیة عالیة الدقة الایضاحیة فى تقدیر وانتاج خرائط المحتوى المائى لمحصول القمح على نطاق کبیر. ولقد تمت الزیارات الحقلیة لهذا البحث بمنطقتى شمال التحریر ومریوط خلال الموسم الزراعى الشتوى  (2011/2010). لقد تم متابعة الحالة المائیة للقمح من خلال تجمیع عینات نباتیة من منطقتى الدراسة لتقدیر المحتوى المائى وقد روعى فى تجمیع العینات أن تکون من حقول مختلفة من حیث تعرضها للنقص المائى. لقد تم عمل التصحیحات المختلفة لصورة القمر الصناعى مشتملة التصحیح الهندسى – التصحیح التاتج من تأثیر الطقس – وکذلک عمل التصنیف وتم ذلک باستخدام برنامج (Envi). وبعد اشتقاق المؤشرات الخضریة المختلفة  من الصور المصححة تم دراسة علاقة الارتباط بین هذه المؤشرات وقیم المحتوى المائى للقمح فى الحقول محل الدراسة.
وکانت أهم النتائج مایلى:

تعتبر صور الاقمار الصناعیة من نوع استر ذات فاعلیة کبیرة فى اعطاء رؤیة واضحة عن الحالة المائیة لمحصول القمح ذو الاهمیة الاستراتیجیة لمصر والذى یمکن استخدام البیانات المتحصل علیها کاداة مهمة فى جدولة الرى.
یعتبر المؤشر الخضری NDWI ذات حساسیة کبیرة لحالة محصول القمح المائیة وخصوصا عند الطول الموجى  1656 نانومیتر بمعامل ارتباط 0.74
احتواء صور استر على المنطفة SWIR یعطى حساسیة أعلى للمحتوى المائى مقارنة بمناطق  Red و NIR الموجودة فى أنواع صور أقمار صناعیة أخرى
أوضحت الدراسة ایضا ان المؤشر (NDVI) یرتبط ارتباطا قویا مع محتوى القمح من الماء حیث کانت قیمة معامل الارتباط 0.71.

یتضح من هذه الدراسة ان صور الاقمار الصناعیة عالیة الدقة یمکن ان تساعد بشکل کبیر فى ادارة الموارد المتاحة من میاه بشکل فعال یعمل على تجنب اسباب انخفاض انتاجیة المحاصیل المختلفة وبالتالى رفع وحدة الانتاجیة من المیاه. کذلک فان اطلاق أقمار صناعیة متعددة القنوات الطیفیة مثل سینتنال 2 سوف یزید کفاءة استخدام صور الاقمار الصناعیة فى مجال ادارة وجدولة الرى.

Ben-Gal, A., N. Agam, V. Alchanatis, Y. Cohen, U. Yermiyahu, I. Zipori, E. Presnov, M. Sprintsin, and A. Dag. 2009. Evaluating water stress in irrigated olives: correlation of soil water status, tree water status, and thermal imagery. Irrigation science. 27: 367-376.
Ceccato, P., S. Flasse, and J. Gregoire. 2002. Designing a spectral index to estimate vegetation water content from remote sensing data: part 2. Validation and applications. Remote sensing of Environment. 82: 198-207.
Ceccato, P. S. Flasse, S. Tarantola, S. Jacquemond, and J. Gregoire. 2001. Detecting vegetation water content using reflectance in the optical domain. Remote sensing of Environment. 77: 22-33.
Chen, D., J. Huang, and T. J. Jackson. 2005. Vegetation water estimation for corn and soybeans using spectral indices derived from MODIS near- and short-wave infrared bands. Remote Sensing of Environment. 98: 225-236.
Cheng, T., D. Riano, A. Koltunov, M.L. Whiting, S.L. Ustin, and J. Rodrigues. 2013. Detecting of diurnal variation in orchard canopy water content using MODIS/ASTER airborne simulator (MASTER) data. Remote Sensing of Environment. 132: 1-12.
Cheng, Y. B., S. L. Ustin, D. Riano, and V. C. Vanderbilt. 2008. Water content estimation from hyperspectral images and MODIS indexes in Southeastern Arizona. Remote Sensing of Environment. 112: 363-374.
Fourty, T. and F. Baret. 1997. Vegetation water and dry matter contents estimated from top-of-the-atmosphere reflectance data: a simulation study. Remote Sensing of Environment. 6: 34-45.
Gao, B. 1996. NDWI-a normalized difference water index for remote sensing of vegetation liquid water from space. Remote Sensing of Environment. 58: 257-266.
Jackson, T. J., D. Chen, M. Cosh, F. Li, M. Anderson, C. Walthall, P. Doriaswamy, and E. R. Hunt. 2004. Vegetation water content mapping using Landsat data derived normalized difference vegetation index for corn and soybeans. Remote Sensing of Environment. 9: 475-482.
Mbow, C. 1999. Proposition of a method for early fires planning using ground and satellite (NDVI/NOAA-AVHRR) data Niokolo Koba National Park (southeast Senegal). Poster Presentation in Proceeding of the second international Symposium on Operationalization of Remote Sensing, 16-20 August 1999, ITC, Enschede, the Netherlands.
Penuelas, J., I. Filella, R. Sav, and L. Serrno. 1996. Cell wall elasticity and water index (R970/R900) in wheat under different nitrogen availabilities. International Journal of Remote Sensing. 17: 373-382.
Penuelas, J., J. Pinol, R. Ogaya and I. Filella. 1997. Estimation of plant water concentration by the reflectance water index WI (R900/R970). International Journal of Remote Sensing. 18(13): 2869-2875. 
Ren, J., Z. Chen, Q. Zhou and H. Tang. 2008. Regional yield estimation for winter wheat with MODIS-NDVI data in Shandong, China. International Journal of Applied Earth Observation and Geoinformation. 10: 403-413.
Sun, H-Y., C-M. Liu, X-Y. Zang, Y-J. Shen and Y-Q. Zang. 2006. Effects of irrigation on water balance yield and WUE of winter wheat in the North China Plain. Agricultural Water Management. 85: 211-218.
Tucker, C.J., J. Pinzon, M.E. Brown, D.A. Slayback, E.W. Pak, R. Mahoney, E.F. Vermote and N. El Saleous. 2005. An extended AVHRR 8-km NDVI dataset compatible with MODIS and SPOT vegetation NDVI data. International Journal of Remote Sensing. 26: 4485-4498.