>
Fa   |   Ar   |   En
   ارزیابی الگوریتم سبال برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی با استفاده از تصاویر سنجنده لندست 8 در زمین‌های با کاربری اراضی متفاوت (مطالعه موردی: منطقه فریمان)  
   
نویسنده مقبلی دامنه مصیب ,ثنایی نژاد حسین ,کفاش مرتضی
منبع پژوهش هاي اقليم شناسي - 1401 - دوره : 13 - شماره : 51 - صفحه:165 -182
چکیده    تبخیر-تعرق از اجزاء اصلی معادله بیلان آب می‌باشد که اندازه گیری مقادیر واقعی آن کار بسیار دشواری است. به دلیل اینکه میزان تبخیر-تعرق تابعی از توپوگرافی، اقلیم، نوع پوشش گیاهی، نوع کاربری زمین و خصوصیات خاک می‌باشد، بنابراین استفاده از مدل‌های قابل اعتمادی که بتوانند مقادیر واقعی تبخیر-تعرق را در مقیاس مکانی تخمین بزنند کمک شایانی به حل معادله بیلان آب می‌کند. هدفاصلی این پژوهش ارزیابی مدل سبال برای برآورد تبخیر-تعرق واقعی با استفاده از روش‌های سنجش از دوری در زمین‌های دارای کاربری‌ اراضی متفاوت از جمله کشت آبی، کشت دیم و مراتع می‌باشد، است. در دهه‌های اخیر روش‌های متعددی برای اندازه‌گیری و تخمین تبخیر-تعرق واقعی به وسیله پژوهشگران پیشنهاد شده است. از آنجاکه روش‌های مذکور عمدتا نیازمند داده‌های اندازه‌گیری شده زمینی زیادی بوده و این اندازه‌گیری‌ها به صورت نقطه‌ای می‌باشند، دارای محدودیت هستند. تکنیک سنجش از دور برای تخمین این مولفه در سطح وسیع و در بازه زمانی کوتاه، می‌تواند کمک کننده باشد. بنابراین در این پژوهش، مقادیر تبخیر-تعرق واقعی با استفاده از الگوریتم سبال و تکنیک سنجش از دور در منطقه فریمان از توابع استان خراسان رضوی که دارای اقلیم نیمه‌خشک می‌باشد، در سال‌های 1393، 1394 و 1395 برای 8 روز و با استفاده از تصاویر سنجنده لندست 8، برآورد شد. با توجه به وسیع بودن منطقه مورد مطالعه و عدم امکان استفاده از وسایل اندازه‌گیری دقیق تبخیر-تعرق واقعی مانند لایسیمتر، برای صحت سنجی نتایج بدست آمده از الگوریتم سبال، از روش استاندارد فائو پنمن-مانتیث به عنوان مقادیر مرجع استفاده شد. مقایسه آماری مقادیر تبخیر-تعرق بدست آمده از الگوریتم سبال با خروجی‌های روش فائو پنمن-مانتیث به طور کلی نشان می‌دهد که ضریب تبیین، 0/96 و میانگین مربعات خطا 0/5 میلیمتر در روز می‌باشد. این نتایج بیانگر دقت بالای الگوریتم سبال در تخمین مقدار تبخیر-تعرق واقعی در اقلیم نیمه خشک می‌باشد.
کلیدواژه الگوریتم سبال، تبخیر-تعرق واقعی، خراسان رضوی، سنجش از دور
آدرس دانشگاه فردوسی مشهد, ایران, دانشگاه فردوسی مشهد, دانشکده علوم و مهندسی آب, ایران, دانشگاه فردوسی مشهد, ایران
پست الکترونیکی kaffash67@gmail.com
 
   evaluation of sebal algorithm for actual evapotranspiration estimating by using landsat 8 images in multiple land use landscape (case study: freeman area)  
   
Authors moqbeli damane mosayeb ,sanaei nejad hossein ,kafash morteza
Abstract    introductionpresent study estimated the large-scale actual evapotranspiration in multiple land use landscape (e.g., irrigated cultivation, rainfed and pastures) by employing the remote sensing approaches. measurement of actual evapotranspiration is a difficult process which was calculated as a function of the various climatic and topographical factors for the studied area. thus, using of models which can estimate the amount of actual evapotranspiration owing to a large and high reliability factor is one of applicable solutions. in recent decades, some methods have been proposed by researchers to determine and measure the actual evapotranspiration. these methods had some limitations and they mainly require a large number of ground-based measurements. employing the methods based on meteorological stations data from the past has been used as a reference for the estimation of actual evapotranspiration. there are a number of disadvantages of traditional measurement operation such as the lack of sufficient number of measurement points, incomplete meteorological data in many areas, high cost and time consuming of collecting terrestrial information. on the other hand, these measurements are usually based on the weather stations (point based). so, the techniques based on remote sensing data have been developed to tackle these problems. remote sensing technology has the ability to collect data in large spatial ranges and in short time ranges and the best method to estimate the actual evapotranspiration for areas with difficulty data access or lack of data.material and methodsin this study, actual evapotranspiration values were measured by using surface energy balance algorithm for land (sebal) and remote sensing technique in fariman area of khorasan razavi province. the ground data were used in this study which are included as wind speed, dry temperature, relative humidity, minimum temperature, maximum temperature, sun hours, radiation and evaporation. these parameters were extracted from the automatic and synoptic stations of fariman. furthermore, landsat 8 satellite images were employed to estimate the actual evapotranspiration, that were downloaded from the usgs website in geotiff format. in order to calculate the required parameters, eight days of landsat-8 satellite images (in 2015 and 2016) were used to enhance the proper estimation. in the sebal algorithm, the actual evapotranspiration is calculated as the latent heat flux which were determined by using the energy balance equation at the time of the satellite overpass. because of the large area of study and the impossibility of using accurate evapotranspiration instruments such as lysimeter, eddy covariance and etc., for validation of the results of sebal algorithm, the fao penman-monteith standard method was used as the reference. comparisons among results were considered based on some indexes like r2 and rmse.results and discussionthe values of different parameters of the sebal algorithm were calculated parametrically. these parameters included as the normalized different vegetation index (ndvi), net radiation flux, land surface temperature, difference between air and land surface temperature, soil heat flux, sensible heat flux and finally actual instant and daily evapotranspiration. statistical comparison of the sebal outcomes with fao penman-monteith method shows that the coefficient of determination is 0.96 and the mean squared error is 0.5 mm per day. these results indicate the high accuracy of sebal algorithm in estimating actual evapotranspiration in semi-arid climates with multiple land use landscapes.conclusionsin this study, the actual evapotranspiration was estimated for part of the fariman region with irrigated cultivation, rainfed and pasture lands by using the sebal algorithm. this model is a remote sensing method based on physical equations. the developed model which was based on the remote sensing technique estimates the amount of evapotranspiration owing to large - scale areas and areas where meteorological data are not available. the most important limitation of this study was the absence of measured actual evapotranspiration owing to which it was finally tried and examined by the best possible method to validating the estimated values . therefore, the results obtained from the sebal algorithm were compared with the results of the fao-penman-monteith method. results show that the drift of the values obtained from the sebal algorithm was slightly higher than the reference method in some days, and some days it was lower. in total, the accuracy of the final results for the entire study area can be deduced from the accuracy of the results obtained in the considered part of the images and the integrity of the parameters used throughout the images. finally, by considering the obtained results, it can be concluded that the sebal algorithm has reliable outputs for different land use areas and can be used.
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved