بررسی امکان برآورد بیوماس مراتع با استفاده از اطلاعات رقومی ماهواره‌ای لندست 8

با توجه به محدودیت هایی که در اندازه گیری میدانی پوشش گیاهی وجود دارد؛ کاربرد شاخص های گیاهی جهت برآورد بیوماس عرصه های مرتعی با استفاده از داده های ماهواره ای در مطالعات مرتع می تواند بسیار کاربردی باشد. در این راستا، لازم است شاخص های گیاهی مناسب شناسایی گردند. هدف از این پژوهش بررسی امکان برآورد بیوماس مراتع با استفاده از شاخص های گیاهی حاصل از اطلاعات رقومی ماهواره لندست 8 و تعیین مناسب ترین آنها در مناطق نیمه خشک شمال شرق کشور می باشد. برای این منظور مقادیر متوسط شاخص های گیاهی ndvi، tdvi، savi، arvi، evi، osavi، ipvi، grvi و gndvi درون هر واحد یک هکتاری از شبکه حوضه مورد مطالعه، محاسبه گردید. سپس، همبستگی این مقادیر با متوسط مقادیر اندازه گیری شده میدانی این واحدها از طریق رگرسیون خطی مورد بررسی قرار گرفت و مدل رگرسیونی هر شاخص جهت برآرود بیوماس مشخص گردید. در نهایت، نتایج حاصل مورد اعتبارسنجی قرار گرفت و نقشه بیوماس عرصه برای هر شاخص تهیه شد. نتایج نشان داد تمامی شاخص ها از همبستگی بالا و قابل قبولی با داده های واقعی بیوماس برخوردار بودند. بر اساس نتایج اعتبارسنجی، شاخص گیاهی savi با ضریب تبیین 0.79 و مقدار ریشه میانگین مربعات خطای 14.73 درصد مناسب ترین شاخص گیاهی جهت برآورد بیوماس در منطقه بود. این شاخص ها با بکارگیری طول موج های قرار گرفته در محدوده باند آبی، اثر ریزگردها را در محاسبات اصلاح نموده که باعث کاهش اثر اتمسفری شده و بهبود نتایج محاسبه شاخص ndvi را در پی دارد و می توان آن را شاخص ndvi اصلاح شده نیز نامید. بر اساس نتایج بدست آمده، شاخص های گیاهی که از نسبت گیری باندهای مادون قرمز نزدیک و قرمز مرئی حاصل می شوند، همبستگی بالایی با بیوماس دارند. به طور کلی هرچه شاخص های گیاهی از باندهای با طول موج کوتاه تر استفاده کنند، در مناطق خشک و نیمه خشک که بیشتر تحت تاثیر ریزگردها می باشند، دقت برآوردها کاهش می یابد.

Evaluation possibility of rangelands biomass estimation using Landsat 8 satellite data

Due to the limitations of field measurements of vegetation, the application of plant indexes to estimate rangeland biomass using satellite data can be very useful in rangeland studies. For this purpose, it is necessary to identify appropriate vegetation indices. The aim of this study is to investigate the possibility of estimating rangeland biomass using plant indices obtained from digital data of Landsat 8 satellite and determining the most appropriate ones in semiarid regions of the northeast of the country. For this purpose, the average values of plant indices NDVI, TDVI, SAVI, ARVI, EVI, OSAVI, IPVI, GRVI, and GNDVI within each unit of one hectare of the studied basin network were calculated. Then, the correlation of these values with the average measured field values of these units was examined by linear regression, and the regression model of each index was determined to estimate biomass. Finally, the results were validated and a field biomass map was prepared for each index. The results showed that all indexes had a high and acceptable correlation with real biomass data. Based on the validation results, the SAVI plant index with a coefficient 0.79 and rootmeansquare error of 14.73% was the most suitable plant index for estimating biomass in the region. By using the wavelengths located in the blue band, these indicators modify the effect of dust in the calculations, which reduces the atmospheric effect and improves the results of calculating the NDVI index, and it can be called the modified NDVI index. According to the results, plant indices obtained from the ratio of near and visible infrared bands are highly correlated with biomass. In general, the shorter the wavelengths used by plant indices, the lower the accuracy of estimates in arid and semiarid regions.