اندازه گیری غیرمخرب نیتروژن برگ نیشکر با استفاده از شاخص طیفی استخراج شده از ماهواره Sentinel-2

نیتروژن عامل مهمی برای ارزیابی کیفیت نیشکر در دوره رشد است و کمبود این عنصر باعث کاهش عملکرد محصول میشود. متداول ترین روش برای اندازه گیری نیتروژن نیشکر، استفاده از دستگاه Kjeldahl می باشد که آماده سازی نمونه ها دستی و در واقع تجزیه و تحلیل آن به صورت شیمیایی است که رویکردی پرزحمت، پرهزینه و وقت‎گیر می باشد. این در حالی است که سنجش از دور چند طیفی ماهواره ای به عنوان روش غیرمخرب میتواند اطلاعات به هنگام، مقرون به صرفه و در مقیاس بزرگ در مورد وضعیت نیتروژن در مزارع نیشکر را فراهم کند. هدف از این مطالعه، تخمین میزان نیتروژن گیاه نیشکر با استفاده از دو مدل جنگل تصادفی (RF) و ماشین بردار پشتیبان (SVM) میباشد. در این پژوهش، میزان نیتروژن 44 مزرعه از کشت و صنعت امیرکبیر استان خوزستان به روش سنتی اندازه گیری شد و همزمان تصاویر ماهواره سنتینل-2 اخذ گردید. از این تصاویر، باندهای طیفی شامل B2، B6، B11 و شاخص پوشش گیاهی شامل GEMI محاسبه شد. نتایج مدلسازی نشان داد که میزان نیتروژن با R2=0.59 و RMSE=0.1 توسط جنگل تصادفی برآورد شده است در حالی که رگرسیون بردار پشتیبان میزان نیتروژن را با R2 برابر با 0/29 و 0/03 RMSE پیشبینی کرد. باتوجه به چالش موجود در زمینه تخمین نیتروژن توسط ماهواره های اپتیک، این امکان وجود دارد که الگوریتم جنگل تصادفی بتواند حل مساله را بهبود بخشد.

کلیدواژه ها:

سنجش از دور ، تصاویر چندطیفی ، شاخص گیاهی ، رگرسیون جنگل تصادفی ، رگرسیون بردار پشتیبانی