ارزیابی تاثیر روش ‌های هموارسازی بر محاسبۀ فنولوژی در جنگل ‌های زاگرس با استفاده از داده‌های ماهوارۀ مودیس (مطالعۀ موردی: مریوان)

مقدمه: تغییر اقلیم به تغییرات عوامل آب‌و‌هوایی یک منطقه در دورۀ بلندمدت اطلاق می‌شود و تاثیر مهمی بر فرایندهای اکولوژیکی آن منطقه دارد. بررسی تغییرات فنولوژی گیاهان، اهمیت زیادی در درک رفتار اکوسیستم‌های زمین در مواجهه با تغییرات اقلیمی دارد. روش‌های سنجش از دور امکان بررسی تغییرات فنولوژی را در عرصۀ وسیع فراهم می‌کنند. هدف از این تحقیق بررسی این تغییرات با استفاده از سری زمانی حاصل از تصاویر ماهواره‌ای در بخشی از جنگل‌های زاگرس است. مواد و روش‌ها: مرسوم‌ترین روش سنجش از دور در محاسبۀ پارامترهای فنولوژی گیاهان، استفاده از سری زمانی شاخص‌های گیاهی است که به‌طور معمول پیوستگی روزانۀ آنها به‌دلیل پوشش ابر مخدوش شده و مقدار آنها نیز تحت تاثیر نویز قرار دارد. این مشکلات با به‌کارگیری فیلترهای هموارساز تا حدودی قابل رفع است، هرچند مشخصات فیلترها باید با دقت انتخاب شود. به‌منظور استخراج پارامترهای فنولوژیکی، از داده‌های سری زمانی شاخص پوشش گیاهی تفاضلی نرمال‌شده و شاخص پوشش گیاهی بهبودیافتۀ مستخرج از تصاویر سنجندۀ مودیس در یک دورۀ ده‌ساله (2018‌- 2009) استفاده شد. برای استخراج پارامترهای فنولوژی، از جمله شروع و پایان فصل رویش، سری‌های زمانی ndviratio و eviratio، با اعمال دو تابع ساویتزکی-گولای و میانگین متحرک هموارسازی شدند. برای اعتبارسنجی نتایج نیز از داده‌های زمینی که با مشاهدۀ مستقیم وضعیت درختان (با نمونه‌برداری تصادفی) در منطقه جمع‌آوری شده‌اند استفاده شد.نتایج: به‌کارگیری تابع میانگین متحرک با اندازۀ پنجره 6 و تابع ساویتزکی-گولای با اندازۀ پنجره 11 و درجۀ 2، موجب بیشترین افزایش دقت برای هر دو شاخص گیاهی شده است. پس از اعمال تابع هموارسازی بهینه، پارامتر شروع فصل، حاصل از eviratio  برآورد دقیق‌تری  (0.92 r^2 =) از نتیجۀ حاصل از ndviratio  ارائه داده است. شروع فصل رویش در طول این ده سال به‌صورت متوسط 0.5 روز در سال کاهش یافته و پایان فصل رویش به‌صورت متوسط 1.3 روز در سال افزایش یافته است.نتیجه‌گیری: به‌صورت کلی، در اغلب مناطق زمان شروع فصل رویش روند کاهشی و پایان فصل رویش روند افزایشی داشته‌اند. به‌عبارت دیگر، روند تعجیل در شروع فصل و تاخیر در پایان فصل، سبب افزایش طول فصل رویش در اغلب مناطق تحت بررسی شده است.

evaluating the impact of smoothing methods on phenology calculation in zagros forests using modis satellite data (case study: marivan)

introduction: climate change refers to long-term alterations in the climatic factors of a region, significantly impacting its ecological processes. the investigation of plant phenological changes is crucial for comprehending the behavioral responses of earth ecosystems to climate change. remote sensing methods facilitate the examination of phenological changes over extensive areas. this research aims to explore such changes using time series data obtained from satellite images in a part of the zagros forests.materials and methods: the most common method in remote sensing for calculating plant phenology parameters involves using time series of vegetation indices, which are usually disrupted by cloud cover and affected by noise. these issues can be somewhat mitigated by employing smoothing filters although the characteristics of the filters need to be carefully chosen. to extract phenological parameters, time series data of the normalized difference vegetation index (ndvi) and enhanced vegetation index (evi) from modis data, over a ten-year period (from 2009 to 2018), were used. for the extraction of phenological parameters, including the start of the growing season and end of the growing season, the time series of ndviratio and eviratio were smoothed using two smoothing functions: savitzky–golay and moving average filters. for the validation of the results, in-situ data were collected in the area through direct observation of tree status (via random sampling).results: the use of the moving average function with a window size of six and the savitzky–golay function with a window size of 11 and a degree of two has led to the highest increase in accuracy for both vegetation indices. after employing the optimal smoothing function, the parameter for the start of the season, obtained from eviratio, provided a more accurate estimate (r2 = 0.92) compared to the result from ndviratio. over the ten year period, the start of the season has been reduced by an average of 0.5 days per year over the ten-year period, and end of the season has been increased by an average of 1.3 days per year.conclusion:  overall, in most areas, the start and end of the growing season has shown a decreasing and an increasing trend, respectively. in other words, the trend of earlier start and later end of the season has led to an increase in the length of the growing season in most of the study areas.