Iranian Agriculture News Agency

تخمین بازده محصولات کشاورزی از طریق داده های ماهواره ای

داده های ماهواره ای ظرفیت نظارت بر محصولات و بازده آن ها را افزایش می دهد

انسان ها بدون وجود تکنولوژی های حسگر پیشرفته، تنها بخش کوچکی از کل طیف الکترومغناطیسی را می بینند. ماهواره ها طیف کامل را می بینند؛ از پرتوهای گاما با انرژی بالا گرفته تا پرتو قابل دیدن فروسرخ و ریزموج های با انرژی کم. تصاویر و داده هایی که آنها جمع آوری می کنند می تواند برای حل مشکلات پیچیده استفاده شود.

داده های ماهواره ای ظرفیت نظارت بر محصولات و بازده آن ها را افزایش می دهد

انسان ها بدون وجود تکنولوژی های حسگر پیشرفته، تنها بخش کوچکی از کل طیف الکترومغناطیسی را می بینند. ماهواره ها طیف کامل را می بینند؛ از پرتوهای گاما با انرژی بالا گرفته تا پرتو قابل دیدن فروسرخ و ریزموج های با انرژی کم. تصاویر و داده هایی که آنها جمع آوری می کنند می تواند برای حل مشکلات پیچیده استفاده شود. برای مثال، داده های ماهواره ای توسط پژوهشگران دانشگاه ایلینویز برای بدست آوردن تصویر کامل تر از زمین های کشاورزی و تخمین بازده محصولات در کمربند مزارع ذرت در آمریکا مورد استفاده قرار گرفته است.

به گزارش ایانا از سایت "ساینس دیلی"، کایو گوان، یک دانشمند محیط زیست در دانشگاه ایلینویز و نویسنده ارشد این پژوهش می گوید: "در مکان هایی که ما ممکن است تنها رنگ سبز را در محصولات ببینیم، تصاویر الکترومغناطیسی ماهواره ها اطلاعات بسیار بیشتری را درباره این که در واقع چه اتفاقاتی درون برگ های گیاهان و حتی درون چترپوشه آن ها می افتد آشکار می کنند. چگونگی استفاده از این اطلاعات یک چالش است". "استفاده از نوارهای طیفی مختلف و دیدن آن ها به شکلی یکپارچه اطلاعاتی غنی برای بهبود بازده محصولات آشکار می کند".

گوان می گوید در این کار برای اولین بار است که برای بررسی کردن محصولات، از بسیاری از نوارهای طیفی ازجمله مادون قرمز، انرژی حرارتی، ریزموج های فعال و غیر فعال و اندازه گیری تشعشعات تاج پوشه های گیاهان در کنار یکدیگر، استفاده شده است.

وی می گوید:"ما از یک چارچوب یکپارچه به نام رگرسیون حداقل مربعات جزئی برای تحلیل تمام داده ها در کنار هم استفاده کردیم. این رویکرد ویژه می تواند اطلاعات معمول به اشتراک گذاشته شده در سراسر مجموعه داده های مختلف را شناسایی کند. زمانی که ما اطلاعات به اشتراک گذاشته شده را از هر مجموعه داده بیرون می کشیم، آنچه باقی می ماند اطلاعات منحصر به فردی است که به شرایط پوشش گیاهی و بازده محصولات مربوط است."

این مطالعه این مسئله را آشکار می کند که بسیاری از مجموعه داده های ماهواره ای، اطلاعات همگانی مرتبط با رشد زیست توده گیاه در بالای سطح زمین را به اشتراک می گذارد. با این حال، پژوهشگران هم چنین کشف کرده اند که داده های ماهواره ای متفاوت فشارهای محیطی مرتبط با خشکسالی و گرما را که محصولات کشاورزی تجربه می کنند می تواند آشکار کند. گوان می گوید که ابعاد چالش برانگیز بررسی محصولات این است که دانه ها، که تمامیت محصول به آن وابسته است، در درون تاج پوشه گیاه رشد می کند، جایی که از روی زمین قابل رویت نیست. جان کیمبال همکار چندین ساله گوان و یکی از نویسندگان این مقاله از دانشگاه مونتانا می گوید: "نوارهای قابل رویت یا نزدیک به مادون قرمز که برای رصد کردن محصولات استفاده می شوند، عمدتا نسبت به بخش فوقانی تاج پوشه حساس هستند اما اطلاعات کمی درباره قسمت های عمیق تر گیاهان و شرایط خاک که بر وضعیت آب و بازده محصول تاثیر می گذارد فراهم می کند."

گوان می گوید: "مطالعه ما نشان می دهد که داده های رادار ریزموج در Ku-band ، شامل اطلاعات مفید منحصر به فردی در مورد رشد گیاه می شود." گوان می گوید: "علاوه بر اطلاعات مربوط به زیست توده، اینها هم چنین شامل اطلاعات اضافه مرتبط با فشارهای وارده به محصولات کشاورزی بر اثر مسائل مربوط به آب، به دلیل حساسیت بالاتر ریز موج ها به محتویات آب موجود در تاج پوشه گیاه نیز می شود، ریز موج ها هم چنین می توانند در تاج پوشه نفوذ کنند و بخش ها یا کل آن را ببینند. ما هم چنین کشف کردیم که نوارهای حرارتی اطلاعات مربوط به فشارهای آب و گرما را فراهم می کنند". "این اطلاعات به ما می گوید که چه زمانی برگ ها روزنه های خود را برای نفس کشیدن و جذب کربن برای رشد باز یا بسته می کنند".

دیوید لابل یکی از نویسندگان این مقاله از دانشگاه استنفورد که این ایده را با گوان پرورش دادند می گوید استفاده از تمام این داده های ماهواره ای با هم، ظرفیت برای نظارت بر محصولات و بازده آن ها را به شدت افزایش می دهد.

گوان می گوید: "اکنون دوران داده های کلان است. اینکه چگونه به تمام این داده های در دسترس برای تولید اطلاعات مفید برای کشاورزان، بوم شناسان و سایر کسانی که نیاز دارند تا در مورد بازده محصولات آگاهی داشته باشند معنا ببخشیم، یک چالش مهم است". "این یک ابزار مهم خواهد بود و با اینکه ما از کمربند ذرت در آمریکا آغاز کردیم، این چارچوب می تواند برای تحلیل زمین های کشاورزی در همه جای این سیاره مورد استفاده قرار گیرد".

مقاله "ارزش های مشترک و منحصر به فرد داده های ماهواره ای بصری، دارای تشعشع، حرارتی و ریزموج ها برای تخمین زدن بازده محصولات در مقیاس وسیع" در مجله سنجش از دور محیط زیست ( (remote sensing of environment منتشر شده است.

مترجم: بهاران پدرام

انتهای پیام

دیدگاه تان را بنویسید