قابلیت برآورد رطوبت خاک با استفاده از اینرسی حرارتی و داده‌های ماهواره‌ای مودیس (مطالعه موردی: منطقه مرتاضیه)

رطوبت خاک، بسیاری از فرایندها را در سیستم آب و هوایی کنترل  نموده و یک متغیر بسیار مهم در این سیستم به‌حساب می آید. همچنین رطوبت خاک یکی از پارامترهای بنیادی محیط‌زیست است که بر زندگی گیاهی، جانوری و میکروارگانیسم ها مستقیماً تاثیرگذار بوده و نقش عمده ای در تبادلات انرژی بین هوا و خاک ایفا می کند. هدف از انجام این تحقیق امکان برآورد تغییرات رطوبت سطحی خاک با استفاده از داده های حرارتی سنجنده های ماهواره ای چند زمانه مودیس (داده های صبح و عصر سنجنده دو ماهواره ترا و آکوا) و با محاسبه اینرسی حرارت ظاهری  می باشد. در این پژوهش از تصاویر مودیس در دو بازه زمانی مختلف، یکی در بازه 11.19/1397 تا 11.25/1397 و بازه دیگری در فصل تابستان یعنی 05.13/1397 تا 05.18/1397 در منطقه مرتاضیه استان یزد استفاده‌شده است. همچنین از شاخص رطوبتی دما پوشش گیاهی که بیشترین استفاده را در تحقیقات گذشته در بررسی رطوبت خاک داشته،برای ارزیابی دقت استفاده‌شده است. نتایج این تحقیق، دقت مناسب داده های ماهواره ای در برآورد شاخص رطوبتی حاصل از اینرسی حرارت ظاهری را نشان داد. همچنین بین شاخص خشکی دما پوشش گیاهی و اینرسی حرارت ظاهری در روزهای مشخص، رابطه خطی برقرار شد و مقدار خطا در روز 05.16/1397 به میزان 0.15= rmse و 0.86=r2 و در روز 11.20/1397 میزان 0.18= rmse و 0.76=r2 بوده است. نتایج همچنین بیانگر آن است که بین اینرسی حرارت ظاهری و تغییرات رطوبت سطحی خاک رابطه خطی و مستقیمی وجود دارد.

Estimation of the soil moisture using thermal inertia and MODIS satellite data imagery: A case study of Mortazieh area

Soil moisture controls many processes in the climate and is considered as a very important variable in the ecosystem and a basic parameter of the environment. It directly influences the life of plants, animals and microorganisms and plays a major role in the energy exchange between air and soil. The purpose of this study is to estimate the surface moisture of soil using the temperature indicators of the earth surface and the inertia of apparent heat. Therefore, MODIS images were used in Mortazie area of Yazd province in two different time periods, one from Feb, 8, 2018 to Feb, 14, 2018 and the other in the summer from July, 4, 2018 to July, 9, 2018. Also, the temperaturevegetation drought index, mostly used in previous research on soil moisture was applied to evaluates results. The apparent thermal inertia was obtained from images of morning and evening modes from Terra and Aqua satellites. A linear relationship was established between the temperaturevegetation drought index and the apparent heat inertia on specific days. The RMSE and R2 were found to be 0.15 and 0.86 on July, 7, 2018 and 0.18 and 0.76 on Feb, 9, 2018 respectively. The overall results showed a linear and direct relationship between the apparent thermal inertia and the TVDI surface moisture index.