اسمعیلی, سرور, خوشخو, یونس, بابایی, خالد, اسعدی اسکویی, ابراهیم. (1396). برآورد تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج با بکارگیری الگوریتم METRIC در بخشی از شمال ایران. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 24(6), 105-122. doi: 10.22069/jwsc.2017.13005.2767
سرور اسمعیلی; یونس خوشخو; خالد بابایی; ابراهیم اسعدی اسکویی. "برآورد تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج با بکارگیری الگوریتم METRIC در بخشی از شمال ایران". مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 24, 6, 1396, 105-122. doi: 10.22069/jwsc.2017.13005.2767
اسمعیلی, سرور, خوشخو, یونس, بابایی, خالد, اسعدی اسکویی, ابراهیم. (1396). 'برآورد تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج با بکارگیری الگوریتم METRIC در بخشی از شمال ایران', مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 24(6), pp. 105-122. doi: 10.22069/jwsc.2017.13005.2767
اسمعیلی, سرور, خوشخو, یونس, بابایی, خالد, اسعدی اسکویی, ابراهیم. برآورد تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج با بکارگیری الگوریتم METRIC در بخشی از شمال ایران. مجله پژوهش‌های حفاظت آب و خاک, 1396; 24(6): 105-122. doi: 10.22069/jwsc.2017.13005.2767
برآورد تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج با بکارگیری الگوریتم METRIC در بخشی از شمال ایران
سابقه و هدف: با توجه به اینکه کمبود منابع آب در سال‌‌های اخیر در کشور ایران به چالش عمده‌ای تبدیل شده است و در این میان، بیشترین مصرف آب در بخش کشاورزی و مربوط به پدیده تبخیر و تعرق است مدیریت بهینه و پایدار منابع آب مستلزم شناخت و برآورد صحیح تبخیر و تعرق می‌باشد. در بین روش‌های مختلف برآورد تبخیر و تعرق، تکنیک سنجش از دور به دلیل پوشش مکانی و زمانی مناسب، گزینه مناسبی برای برآورد تبخیر و تعرق در مقیاس منطقه‌ای است و با استفاده از این تکنیک می‌توان تبخیر و تعرق یک منطقه را بدون نیاز به دانستن پیشینه‌ای از وضعیت خاک، محصول و نحوه‌ی مدیریت مزرعه با دقت مناسب برآورد کرد. از بین الگوریتم‌های گوناگون ارائه شده مبتنی بر سنجش از دور، در این پژوهش از الگوریتم نسبتاً جدید متریک جهت برآورد تبخیر و تعرق محصول برنج در شهرستان رشت استفاده شد. مواد و روش‌ها: جهت برآورد تبخیر و تعرق محصول برنج در شهرستان رشت، از داده‌های هواشناسی ایستگاه هواشناسی کشاورزی رشت که شامل متغیرهای دمای هوا، رطوبت نسبی، ساعات آفتابی، بارندگی و سرعت باد در مقیاس زمانی 3 ساعته برای 8 روز بدون ابر در مردادماه 1393، تصاویر ماهواره‌ای سنجنده مودیس و داده‌های لایسیمتری استفاده شد و با استفاده از داده‌ها و تصاویر مذکور و با بکارگیری الگوریتم مبتنی بر بیلان انرژی متریک، مقدار تبخیر و تعرق روزانه محصول برنج برآورد گردید و جهت اعتبارسنجی نتایج حاصل از الگوریتم متریک، از داده-های لایسیمتری اندازه‌گیری‌شده در شالیزار مؤسسه تحقیقات برنج رشت که در فصل تابستان سال 1393 در شالیزار کار گذاشته شده‌اند استفاده شد. یافته‌ها: نتایج حاصل از این پژوهش نشان داد که با پیاده‌سازی الگوریتم متریک با استفاده از تصاویر سنجنده مودیس می‌توان مقدار تبخیر و تعرق واقعی محصول برنج را در مقیاس روزانه با دقت قابل قبولی برآورد نمود. مقایسه مقادیر برآورد شده تبخیر و تعرق محصول برنج توسط الگوریتم متریک با مقادیر اندازه‌گیری‌شده لایسیمتری نشان داد که مقادیر شاخص‌های RMSE، MAE و MBE به ترتیب برابر با 21/1، 14/1 و 17/1- میلیمتر در روز بدست آمد که نشان‌دهنده دقت قابل قبول الگوریتم متریک جهت برآورد تبخیر و تعرق روزانه محصول برنج است اما در حالت کلی، این الگوریتم تمایل به کم برآورد کردن مقدار تبخیر و تعرق محصول برنج دارد به گونه‌ای که میانگین مقادیر تبخیر و تعرق در 8 روز مورد مطالعه با استفاده از داده‌های لایسیمتری و الگوریتم متریک به ترتیب 2/9 و 8 میلیمتر در روز بدست آمد. نتیجه‌گیری: به طور کلی استفاده از تکنیک سنجش از دور و الگوریتم متریک و تصاویر ماهواره‌ای به عنوان روشی جدید جهت برآورد تبخیر و تعرق دارای دقت قابل قبول و مناسبی است و منشأ وجود اختلاف بین مقادیر محاسباتی و مشاهداتی و همچنین کم برآورد کردن الگوریتم متریک را می‌توان به عواملی از جمله پایین بودن قدرت تفکیک مکانی تصاویر مودیس و نحوه انتخاب پیکسل‌های گرم و سرد در این الگوریتم نسبت داد.
2Assistant Professor, Water Science and Engineering Department, University of Kurdistan, Iran
3M.Sc Kurdistan Regional Water Authority
4Ph.D. in Agrometeorology, IRIMO
چکیده [English]
Background and objectives: With respect to that water resources shortage in recent years in Iran has become a major challenge and the major water losses are in the agriculture section and due to evapotranspiration, sustainable management of water resources requires identification and correct estimation of evapotranspiration. Among the different methods to estimate evapotranspiration, the remote sensing technique is an appropriate option for evapotranspiration estimating because of appropriate coverage of place and time in regional scale and using this technique, it is possible to appropriately estimate the regional evapotranspiration without requiring the historical information about soil, crop, and type of farm management. Among the various algorithms based on remote sensing, in this research, relatively new METRIC algorithm has been used for estimating rice evapotranspiration in the Rasht city. Materials and Methods: To estimating the rice evapotranspiration in the Rasht city, meteorological data of agricultural weather station of Rasht including variables of air temperature, relative humidity, sunshine hours, rainfall and wind speed in the 3-hour time scale, MODIS Satellite images and Lysimeter data were used for 8 non-clouds days of the August, 2014. Using the mentioned data and images and by adopting the energy balance based algorithms of METRIC, The rice crop evapotranspiration was estimated and for validation the results of the METRIC algorithm, the Lysimeter measured data at the Rasht Rice Research Institute in the summer of 2014 were used. Results: The results of this study showed that by an implementation of the METRIC algorithm and by using MODIS satellite images, it is possible to estimate the actual rice daily evapotranspiration with a reasonable accuracy. Comparing between the estimated amounts of rice evapotranspiration by the METRIC algorithm and the measured Lysimeter values showed that the amounts of three applied error indices including RMSE, MAE, and MBE were respectively 1.21, 1.14 and -1.17 mm/day. These extents represent an acceptable accuracy of the METRIC algorithm for estimating rice evapotranspiration, but in general, this algorithm tends to underestimate the amount of rice evapotranspiration so that the mean of evapotranspiration at the 8 mentioned days using Lysimetery data and the METRIC algorithm were 9.2 and 8 mm, respectively. Conclusion: In general, use of remote sensing technique and METRIC algorithm as a new method for estimating evapotranspiration have an appropriate and acceptable accuracy and the source of errors between calculated and measured values of evapotranspiration and underestimating of METRIC algorithm as well can be attributed to some factors such as low spatial resolution of MODIS images and selecting procedure of hot and cold pixels.
کلیدواژه‌ها [English]
" Metric algorithm", "evapotranspiration", "MODIS", "rice field", "North of Iran"
ابتدای صفحه