تخمین سطح زیر کشت محصولات کشاورزی با ارزیابی سری زمانی داده های اپتیک و رادار

doi
چکیده

مدیریت بهینه محصولات کشاورزی مستلزم داشتن آگاهی از سطح زیر کشت و نوع محصولات کشاورزی است. سنجش از دور علاوه بر تشخیص و طبقه‎بندی محصولات زراعی از توانایی لازم بر تخمین سطح زیر کشت و عملکرد آنها برخوردار است. هدف از این تحقیق افزایش دقت بالا طبقه‎بندی محصول و برآورد دقیق سطح زیر کشت با تلفیق تصاویر سری زمانی رادار سنتینل-1 و سری زمانی اپتیک شاخص‎های گیاهی سنتینل-2 می‎باشد. بدین منظور، از الگوریتم‎های طبقه‎بندی نظارت شده غیرپارامتریک در منطقه مورد مطالعه استفاده گردید. در این تحقیق، مراحل رشد چهار محصول زراعی شامل گندم، کلزا، چغندر قند و شبدر پایش گردیده و تفکیک پذیری کیفی آنها با استفاده از سری زمانی پولاریزاسیون‎های مختلف رادار و شاخص گیاهی نرمال شده مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که بهترین زمان برای تفکیک محصولات مورد مطالعه از همدیگر در زمان رسیدگی محصول در فرودین ماه و با استفاده از شاخص NDVI و پولاریزاسیون VHاست. نقشه طبقه‎بندی محصولات با دو الگوریتم نزدیکترین همسایه و جنگل تصادفی تهیه گردید. بر اساس نتایج به دست آمده، تلفیق شاخص NDVI و پولاریزاسیون VH در طبقه‎بندی نزدیک‎ترین همسایه بهترین دقت را دارد. به طوریکه در تخمین مساحت سطح زیر کشت چهار محصول زراعی شامل شبدر، چقندر قند، کلزا و گندم به ترتیب 147، 1260، 2440 و 6929 هکتار با دقت کلی 27/89% و ضریب کاپا 86/0 حاصل گردیده است. نتایج این تحقیق نشان می‎دهد که استفاده از الگوریتم نزدیک‎ترین همسایه و تلفیق تصاویر منتخب از سری زمانی رادار و اپتیک می‎تواند دقت طبقه‎بندی و تخمین سطح زیرکشت محصولات کشاورزی را بهبود بخشد.