کاربرد سنجش از دور در مطالعات خاک و کشاورزی

خاک و کشاورزی

استفاده از داده های سنجش ازدور ازجمله تصاویر ماهواره ای با توجه به ویژگی های منحصر بفرد آن مانند استفاده از طیف های مختلف الکترومغناطیسی، دید وسیع و یکپارچه بخصوص از مناطقی غیر قابل دسترس، پوشش های تکراری برای دستیابی به تداوم مشکلات بوجود آمده مانند سیل، طوفان و غیره، سرعت انتقال داده های و تنوع اشکال داده ها، امکان استفاده از نرم افزارها و سخت افزارهای مختلف باعث توجه روز افزون به این علم درحال پیشرفت شده است. بنابراین می توان از کاربردهای متعدد سنجش از دور به عنوان ابزاری مناسب در مشاهده، ارزیابی، کنترل، نظارت و مدیریت منابع خاک، آب، پوشش گیاهی، محیط زیست و اکوسیستم و بلایای طبیعی، استفاده نمود.

خاک و کشاورزی

یکی از کاربردهای مهم علم سنجش ازدور، بررسی زمین های کشاورزی و سطح زیرکشت می باشد. با این ابزار می توان زمینهای مستعد کشاورزی را شناسایی و مدیریت بهینه ای بر آن اعمال نمود. با توجه به نیازهای کشور و با استفاده از شاخصهای NDVI، نقشه پوشش گیاهی تهیه می گردد. این  شاخص از نسبتها بدست آمده و یکی از راههای مفید شناخت تغییرات طیف انعکاسی از سطح یک منطقه متأثر از سایه محسوب می شوند. با داشتن تعدادی باند، نسبتهای متعددی از آنها (باند) را می توان بکار گرفت. روش انتخابی بستگی به خصوصیات عارضه و کاربرد باند دارد. برای مثال نسبت  باند مادون قرمز به باند قرمز برای تشخیص پوشش گیاهی پرپشت و کم پشت قابل استفاده است. به همین نحوه از نظر ریاضی استفاده از ترکیباب رنگی مختلف امکان پذیر است.  برخی از این ترکیبها برای تفکیک پوشش گیاهی مناسب ترند. دو نمونه از اینگونه ترکیبها VI یا شاخصهای ساده پوشش گیاهی(Simple Vegetation Index) و NDVI یا شاخص تفاضلی نرمال شده پوشش که مخفف آن (Normalized Difference Vegetation Index) هستند. در واقع شاخص های گیاهی از نسبت گیری بین باندها بوجود می آیند. روابط ریاضی بین باندها شامل جمع و ضرب، تفریق و تقسیم باندهای طیفی قابل انطباق می باشد. شاخص­های مذکور با تراکم برگ همبستگی خوبی را نشان داده لیکن به سه فاکتور ارتفاع و زاویه تابش خورشید، خاک و تاثیرات جوی حساس می باشند. میزان بازتاب پوشش گیاهی در طول موجهای مختلف با توجه به نوع پوشش (نوع گونه، بافت، سلامت گیاه و غیره) و نوع خاک زمینه (ماده آلی، خاک مرطوب، نوع بافت و غیره) قابل تغییر می باشد. برای بارزسازی این تعییرات معمولاً از شاخص­ های گیاهی استفاده میگردد. فرمول این شاخص به شرح زیر است:

Near IR band - Red band / Near IR band + Red band برای بدست آوردن این شاخص پوشش گیاهی در ماهواره های مختلف از باندهای زیر استفاده  می شود: Landsat MSS bands 5 (0.6-0.7 µm) and 6 (0.7-0.8 µm) or 7 (0.8-1.1 µm); bands 2, 3, and 4, respectively, for Landsat 4 and Landsat 5 Landsat TM -- bands 3 (0.63-0.69 µm) and 4 (0.76-0.90 µm) Landsat ETM -- bands 3 (0.63-0.69 µm) and 4 (0.75-0.90 µm) NOAA AVHRR -- bands 1 (0.58-0.68 µm) and 2 (0.72-1.0 µm) Terra MODIS -- bands 1 (0.62-0.67), 2 (0.841-0.876) همچنین با کمک داده های سنجش از دور می توان وجود خزه های و جلبکها و حتی تمرکزکلروفیل را درمنابع آبی مشاهده نمود: (افزایش میزان کلروفیل سبب کاهش انرژی بازتابی در طول موج آبی و افزایش آن در طول موج سبز می گردد). با استفاده از تصاویر ماهواره ای می تواند موارد ذیل را مورد مطالعه قرارداد: بررسی پوشش گیاهی درمناطق مختلف تهیه نقشه پوشش گیاهی استانها و مقایسه سالانه آن برای بررسی میزان افزایش و یا کاهش آن تشخیص و تمایز گونه های گیاهی محاسبه سطح زیر کشت محصولات کشاورزی شناسایی مناطق آسیب دیده از آفات گیاهی شناسایی زمینهایی که کاربری آنها از کشاورزی به کاربریهای دیگر (ساخت و ساز) تغییر یافته  است مطالعه تاثیر چگونگی تغییرات کاربری اراضی و پوشش زمین بر سلامتی انسان و تامین غدای آن روند کنترل زمینهای شور و تحت خطر شوری شناسایی زمینهای مستعد کشت محصولات کشاورزی تشخیص روندآبیاری و زهکشی در سطوح وسیع تهیه نقشه جامع پوشش گیاهی هر منطقه کنترل فرسایش خاک و کویرزدایی شناسایی اراضی ماندابی مطالعه مواد آلی خاک (مخلوطی از بافتهای تجزیه شده گیاهی و جانوری) که نقش مهمی در فرآیندهای شیمیایی و فیزیک خاک داشته و درنهایت هوموس خاک که نقش مهمی در حاصلخیزی خاک کشاورزی، نگهداری آب و غیره دارد. کمک به مدیریت بهینه مزارع ، مدیریت طرح های کلان آبیاری وزهکشی مدیریت پروژه های بزرگ آبیاری و ارزیابی عملکرد آنها بررسی اثراث تغییرات اقلیمی بربخش کشاورزی و آب مناطق مدیریت کمی و کیفی منابع کشاورزی با کمک ابزارهای سنجش از دور کاهش ضایعات کشاورزی شناسایی زمینهای که برای افزایش محصول نیاز به مصرف کود دارند استفاده از علم سنجش از دور و تصاویر ماهواره ای، ما را در دستیابی به آمایش سرزمین یعنی استفاده بهینه از منابع، امکانات و چگونگی استقرار انسانها در زمینه فعالیت در فضای جغرافیای ملی و منطقه ای سامان می دهد. دررابطه با چگونگی اسکان کشاورزان، افزایش محصولات کشاورزی، برنامه ریزی در صادرات محصولات و درنهایت رسیدن به خود کفایی کشاورزی به سادگی می توان از علم سنجش از دور استفاده بهینه نمود.            تغییرات کاربری اراضی و پوشش گیاهی در منطقه مشهد بین سالهای 1987 تا 1998