روشی نوین برای تعیین سن گیاه با استفاده از دوربین دیجیتالی

پایش دقیق مراحل رشد گیاه (فنولوژی) یکی از اجزاء مهم مدیریت مزرعه است. امروزه از مهمترین راهکارهای افزایش بهره وری در تولیدات کشاورزی اهتمام به استفاده از فنآوری های نو می باشد. عدم توجه به موقع به کندی میزان رشد گیاهان، خصوصاً محصولات کشاورزی، باعث افت میزان محصول در سطح زیر کشت شده و از راندمان زمین خصوصاً در کشت و صنعت های بزرگ می کاهد. سلامتی گیاه بر میزان موجودی آب گیاه تاثیرگذار است و با شاخص های گیاهی قابل محاسبه است. این شاخص ها با استفاده از پردازش های خاص علم سنجش از دور از تصاویر ماهواره ای قابل استخراج هستند. هدف ما در این پژوهش تهیه معادله استانداردی بود که با استفاده از آن بتوان میزان دقت شاخص های ماهواره ای که برای تعیین سن فنولوژیکی گیاه نیشکر (بر حسب روز-درجه) به کار بردیم را تشخیص داد. یک روش برای تهیه این شاخص استاندارد، تهیه الگوریتمی از برهمکنش انرژی الکترومغناطیس در محدوده طیف مرئی و فروسرخ با گیاه است که ما در این تحقیق با دوربین دیجیتالی مدل canon-a510 آن را به انجام رساندیم. بنابراین با مراجعه به کشت و صنعت امیرکبیر در تاریخ های 85.7.8 و 85.7.9 و مراجعه به کشت و صنعت دعبل خزایی در تاریخ 85.7.10 که هر دو در خوزستان می باشند تعداد 63 تصویر دیجیتالی تهیه شد. این تصاویر مربوط به 9 مرحله از رشد گیاه نیشکر بود. با توجه به شرایط جوی خاص خوزستان با افزایش dn های تصویر در سه باند آبی به مقدار 13، سبز 8 و در باند قرمز 9 واحد مواجه شدیم که اصلاحات لازمه انجام شد. در این پژوهش از روش مستطیلی جهت استخراج سن واقعی گیاه استفاده گردید که روشی آماری می باشد و جهت استخراج سن گیاه از تصاویر دوربین دیجیتالی 3 روش الف) طبقه بندی به روش بیشترین احتمال ب) روش آستانه گذاری ج) روش هیبرید اعمال شد. ما در اینجا 3 تصویر را با روز-درجه مشخص جهت بررسی میزان دقت روش های فوق به کار بردیم و با محاسبه درصد پوشش گیاهی از 3 روش فوق و قرار دادن این درصد پوشش ها در معادله های مربوط به هر روش سن پیشنهادی هر روش را بدست آورده و توسط آزمون ویل کاکسون- که یک آزمون ناپارامتری- آن را نسبت به سن واقعی آزمون کرده و میزان صحت مدل ها بدست آمد. روش بیشترین احتمال با r2=0.987 و روش آستانه با r2=0.989 و روش هیبرید با r2=0827 بودند که روش آستانه به عنوان بهترین روش انتخاب گردید.