نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه تهران

2 دانش‌آموخته کارشناسی ارشد گروه مهندسی آبیاری و زهکشی، دانشگاه زابل

3 کاندیدای دکتری تخصصی- دانشگاه تهران

چکیده

تبخیر تعرق مرجع یکی از پارامترهای لازم جهت تعیین نیاز آبی گیاه و برنامه­ریزی آبیاری است. داشتن برآورد دقیق از این پارامتر برای برنامه­ریزی و مدیریت منابع آبی امری ضروری است. مدل‌های تجربی مختلفی بمنظور برآورد تبخیر تعرق ارائه شده است. با توجه به تغییرات مکانی پارامترهای هواشناسی، استفاده از روش­های مبتنی بر سنجش از دور که این تغییرات را در نظر می‌گیرد بسیار مطلوب است. از مدل­هایی که می­تواند دقت بالایی در برآورد تبخیر تعرق با استفاده از اطلاعات تصاویر ماهواره­ای داشته باشد، می­توان به مدل موجک اشاره کرد. در این راستا هدف طرح حاضر، ارزیابی دقت مدل موجک جهت برآورد تبخیر تعرق مرجع با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای (سنجنده مودیس) شامل دمای سطح زمین و مقدار بخار آب موجود در جو در ایستگاه‌های مطالعاتی می‌باشد. در این تحقیق، داده­های سینوپتیک و تصاویر ماهواره­ای ایستگاه‌های انار، کرمان، رفسنجان و شهربابک جهت توسعه و ارزیابی مدل موجک مورد استفاده قرار گرفت. در سناریوی اول میانگین دمای سطح زمین، در سناریوی دوم مقدار بخار آب موجود در جو و در سناریوی سوم از هر دو پارامتر بطور همزمان بعنوان ورودی مدل استفاده گردید. نتایج این تحقیق نشان داد علیرغم دقت بالای مدل در سناریوهای مختلف، مدل موجک با استفاده همزمان از هر دو پارامتر بخار و دما (سناریوی سوم) با ضریب تبیین 90 درصد نسبت به سایر مدل­ها دارای دقت بالاتری بود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Evaluation of Wavelet Model for Estimating Evapotranspiration Using Satellite Images Data (Stations: Anar, Kerman, Rafsanjan and Shahrebabak)

نویسندگان [English]

  • Jaber Soltani 1
  • masoud ahmadi nik 2
  • Ahmad Ahmadinik 3

1 university of Tehran

2 Graduated from the Department of Irrigation and Drainage Engineering, University of Zabol

3 university of Tehran

چکیده [English]

Reference evapotranspiration is one of the necessary parameters to determine crop water requirements and irrigation planning. Having accurate estimates of this parameter is essential for planning and managing of water resources. Several experimental models have been proposed to estimate evapotranspiration. According to the spatial variability of climatic parameters, using remote sensing method that considers these changes is very favorable. Among the most widely used models that accurately estimate evapotranspiration using remote sensing, can be mentioned wavelet model. In this regard, the purpose of present study is to evaluate the accuracy of wavelet models to estimate the reference evapotranspiration using parameters derived from satellite images contains the Earth's surface temperature and amount of water vapor in the atmosphere. In this study, used atmospheric and satellite images data of four station contains Anar, Kerman, Rafsanjan and Shahrebabak to develop and evaluate wavelet models. In the first scenario, temperature, in the second scenario, atmosphere water vapor parameter and in third scenario, both parameters simultaneously was used as the model input. Results of this study showed that despite the high accuracy of models in different scenarios, the wavelet model use two-parameters, temperature and steam simultaneously (third scenario), with a coefficient of 90% compared to other models had the more accurate.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Atmosphere Water Vapor
  • Crop Water Requirement
  • MODIS sensor
  • Temperature
  • Terra Spacecraft
- اصغر زاده، حسنعلی؛ ثنایی نژاد، سید حسین (1385)، تخمین تبخیر و تعرق گیاهان با استفاده از داده های سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی در حوزه آبخیز تنگ کنشت کرمانشاه، اولین همایش ملی مدیریت شبکه های آبیاری و زهکشی، دانشگاه شهید چمران، اهواز.
- بهرامی، آرزو (1392)، ارزیابی پیش‌بینی تبخیر تعرق با استفاده از تصاویر ماهواره‌ای در مدل ماشین­بردار پشتیبان در شرایط کمبود داده، پایان­نامه کارشناسی ارشد، پردیس ابوریحان دانشگاه تهران، 141 صفحه.
- ثنایی نژاد، سید حسین؛ نوری، سمیرا؛ هاشمی نیا، سید مجید (1389)، برآورد تبخیرـ تعرق با استفاده از تصاویر ماهواره­ای در منطقه مشهد، نشریه آب و خاک. 25(3): 540-547.
- جهانبخش، سعید؛ زاهدی، مجید؛ ولیزاده، خلیل (1390)، محاسبه دمای سطح زمین با استفاده از روش سبال و درخت تصمیم‌گیری در محیط GIS و RS در بخش مرکزی منطقه مراغه، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، 16(38)، 19-42.
- زینلی زاده، کامران؛ خان محمدی، ندا (1395)، مقایسه کارآیی مدل­های سری زمانی خطی و غیرخطی در شبیه­سازی و پیش­بینی تبخیرـ تعرق مرجع، ، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، 18(49)، 317-334. ، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، 22(63)، 160-139.
- عاملی­، سمانه؛­ ثنایی نژاد، سید حسین (1389(­، مدل­سازی داده­های بارندگی در دشت مشهد با استفاده از تبدیلات موجک، ­کنفرانس بین‌المللی مدل­سازی گیاه، آب، خاک و هوا، مرکز بین‌المللی علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، کرمان.
- علیزاده، امین (1389)، طراحی سیستم‌های آبیاری، چاپ ششم، انتشارات دانشگاه امام رضا(ع).
- علی حسینی، مریم (1391)، واسنجی معادله هارگریوس برای برآورد تابش خورشیدی رسیده به زمین با استفاده از تصاویر ماهواره مودیس، پایان نامه کارشناسی ارشد، پردیس ابوریحان، دانشگاه تهران، 73 صفحه.
- فاطمی، باقر؛ رضایی، یوسف (1389)، مبانی سنجش از دور. انتشارات آزاده.
- مباشری، محمدرضا؛ خاوریان، حسن؛ ضیائیان، پرویز؛ کمالی، غلامعلی (1384)، برآورد تبخیر  تعرق واقعی با استفاده از تصاویر مودیس و الگوریتم سبال. همایش ژئوماتیک‌، سازمان نقشه‌برداری، تهران.
- محمدابراهیم، مسعود؛ محمدرضاپور، ام البنی؛ اکبرزاده­مقدم­سه­قلعه، هادی (1396)، ارزیابی مدل SEBS در برآورد تبخیر –تعرق واقعی با استفاده از تصاویر ماهواره­ای MODIS در مقیاس منطقه­ای (مطالعه موردی: دشت سیستان)، نشریه اکوهیدرولوژی،1141:1150.
- نوری، سمیرا؛ ثنایی نژاد، سید حسین؛ هاشمی نیا، سید مجید (1389)­، برآورد دمای سطح زمین با استفاده از تصاویر سنجنده مودیس در زیر حوضه آبریز مشهد­، ­کنفرانس بین‌المللی مدل‌سازی گیاه، آب، خاک و هوا، مرکز بین‌المللی علوم و تکنولوژی پیشرفته و علوم محیطی، کرمان.
- ولیزاده کامران، خلیل (1393) برآورد تبخیر-تعرق پتانسیل در آذربایجان شرقی به روش استفنز با استفاده از GIS، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، 18(49)، 317-334.
- ولیزاده کامران، خلیل؛ لنگ باف، مریم (1394) برآورد تبخیر- تعرق واقعی ررت با استفاده از پردازش تصاویر ماهواره ای و مدل سبال در منطقه خوزستان، نشریه علمی پژوهشی جغرافیا و برنامه‌ریزی، 22(65)، 1-13.
- Bisquert, M. Sánchez, J.M. López-Urrea, R. Caselles, V. (2016), Estimating high resolution evapotranspiration from disaggregated thermal images, Remote Sensing of Environment, Volume 187, Pages 423-433.
- Cammalleri, C. Anderson, M.C. Gao, F. (2014), Mapping daily evapotranspiration at field scales over rainfed and irrigated agricultural areas using remote sensing data fusion, Agricultural and Forest Meteorology, 186:1–11.
- Elhag, M. Psilovikos, A. Mankos, I. Perakis, K. (2011), Application of the SEBS water balance model in estimating daily evapotranspiration and evaporative fraction from remote sensing data over the Nile Delta,Water Resources Management, 25(11): 2731-2742.
- French, A.N. Hunsaker, D.J. Thorp, K.R. (2015), Remote sensing of evapotranspiration over cotton using the TSEB and METRIC energy balance models, Remote Sens, Environ. 158:281–294.
- Guerschman, j.p. Michael, J.H. Luigi, J.R. Damian, J.B. Alan, S.M. Elizabeth, J.B. (2008), Estimating fractional cover of photosynthetic vegetation, non-photosynthetic vegetation and bare soil in the Australian tropical savanna region upscaling the EO-1 Hyperion and MODIS sensors, Remote Sensing of Environment, 928-945.
-Opoku-Duah, S. Donoghue, D.N.M. Burt, T.P.) 2008), Intercomparison of evapotranspiration over the savannah Volta basin in West Africa using remote sensing data, SENSORS, 8(4): 2736-2761.
-Santos, A.G. Galvao, C.O. Suzuki, K. Trigo, R.M. (2001), Matsuyama city rainfall data  analysis using wavelet transform, Annual Journal of Hydraulic Engineering, JSCE. 8( 3):145-169.
-Semmens, K.A. Anderson, M.C. Kustas, W.P. (2016), Monitoring daily evapotranspiration over two California vineyards using Landsat 8 in amulti-sensor data fusion approach, Remote Sensing of Environment, 185: 155–170.