تقدير إنتاجية القطن بالصور الفضائية

هدف البحث إلى استعمال الصور الفضائية لرصد الحيوية الفيزيولوجية طيفياً في أوج مرحلة النمو، بعلاقتها المباشرة مع الإنتاجية، لتقدير إنتاجية القطن عند مرحلة نمو محددة. لقد سجلت في بداية شهر آب أهم مراحل النمو ارتباطاً مع الإنتاجية من الناحية الطيفية، التي توافق دليل مساحة أوراق أعظمي لحقول قطن قرية الكالطة. وتفوق الدليل النباتي NDVI على كل من القناة الطيفية الحمراء وتحت الحمراء القريبة، في ارتباطه مع الإنتاجية. وقدرت إنتاجية القطن وفق نموذج أسي اعتماداً على قيم NDVI خلال مرحلة النمو التي يوجد، فيها دليل مساحة أوراق أعظمي. كما قدرت دقة النموذج الطيفي الأسي في تقدير إنتاجية حقول القطن من الصور الفضائية (قبل الجني بأكثر من شهر) بالمقارنة مع القيم الحقلية المسجلة عند الجني (  82 حقل مقارنة) كالآتي: متوسط إنتاجية مقدرة فضائياً وحقلياً 452 67.2± و 450 ± 60.8  كغ/دونم، على التوالي. وقد بلغ الخطأ النسبي لقيم الإنتاجية المقدرة فضائياً عن المسجل حقلياً حوالي ± 12 % وبقيمة معامل تحديد (.(0.86=R2 

تتجلى أهمية الاستشعار عن بعد في المجال الزراعي في عملية تقدير إنتاجية المحاصيل الاستراتيجية والتنبؤ بها، أو في جمع البيانات الزراعية بدقة عالية وشمولية واسعة وسرعة قصوى. وقد أسهمت الدراسات الفيزيولوجية– الطيفية الشاملة للأوراق النباتية المستقلة في تفهم العمليات المتداخلة على مستوى النبات باعتباره كلاً، فعلى الرغم من أن تفاعل الطاقة الإلكترو مغناطيسية مع الأوراق الفردية عملية معقدة، أمكن اعتبار مجموعة الأوراق النباتية منظومة واحدة، وتنتج العلاقة بين الطول الموجي  0.69 ،0.63 مكرون، والكتلة الحيوية الخضراء، عن امتصاص طيفي قوي للإشعاع الشمسي، وفق الطول الموجي من قبل الكلوروفيل. فمن الواضح أن مقارب الإشعاع الطيفي يكون بخصوص الأشعة الحمراء  0.69 ،0.63 مكرونا أكثر منه بخصوص الأشعة تحت الحمراء القريبة 0.80 -  0.75مكرونا، إذ أن الإشعاع  0.69 ، 0.63 مكرون يتناسب عكساً مع كمية الكلوروفيل المتواجدة في النبات ومع حساسية اللون الأخضر، ووجود الحياة النباتية الفعالة في التركيب الضوئي. كما أن الإشعاع  0.75-0.80  مكرون حساس للحياة النباتية الفعالة في التركيب الضوئي، ويمكن أن يمتد ليشمل الحياة النباتية غير الفعالة في التركيب الضوئي.

تحويلات رياضية لتقدير المساهمة الطيفية للغطاء النباتي

إن العلاقة بين الأشعة تحت الحمراء القريبة (0.75-0.80 مكرون، والكتلة الحيوية، تنتج عن نقص الامتصاص الطيفي في المدى 0.74 1.2 مكرون والدرجة العالية للتبعثر داخل الورقة وبين الأوراق في أظلة النبات، وعند غياب طيف الامتصاص نسبياً يتخلل معظم إشعاع الطيف الوارد الظلة النباتية أكثر مما يمتص وتُعرف الأدلة الطيفية النباتية على أنها تحويلات رياضية مصممة لتقدير المساهمة الطيفية للغطاء النباتي المستهدف. ويعتمد أغلب الأدلة الطيفية النباتية في مدخلاتها على كل من الأشعة الحمراء وتحت الحمراء، ويعتبر الدليل النباتي من أهم هذه الأدلة، فهو يرتبط طرداً مع كل من: ارتفاع النبات، ومحتوى اليخضور ودليل مساحة الأوراق والإنتاجية، والكتلة الحيوية، والمادة الجافة، كما يحسن استخدام المعادلات الطيفية الثنائية البعد، بالأشعة الحمراء وتحت الحمراء القريبة من تحليل النظم المحصولية. وقد بينت الأبحاث أن أفضل الشواهد الفيزيولوجية في علاقتها مع إنتاجية محصول القطن هو دليل مساحة الأوراق بالمقارنة مع بقية الشواهد المدروسة من: طول النبات، وعدد النباتات في وحدة المساحة، ووزن الأوراق (الطري والجاف هوائياً)، ووزن السوق (الطري والجاف هوائياً)، والكتلة الحية (وزن النبات الطري)، ووزن النبات الجاف هوائياً، ومساحة أوراق النبات وتركيز اليخضور (الكلوروفيل).

أهداف البحث

هدف البحث إلى تطبيق تقنية الاستشعار عن بعد في رصد الحيوية الفيزيولوجية المحصولية المكانية المعبر عنها بقيم انعكاسها الطيفي لمحصول القطن، في أوج مرحلة النمو وعلاقتها المباشرة مع الإنتاجية؛ لتقدير إنتاجية القطن وفق نموذج رياضي طيفي يمّكن من تقدير الإنتاجية المحصولية للقطن في وحدة المساحة الطيفية لعنصر الصورة الفضائية (دقة تمييز الصورة الفضائية) البالغة 225 م2 بحسب الصورة الفضائية المستخدمة من نوع ASTER(ذات الدقة المكانية15 × 15م)، وبالتالي تقدير الإنتاجية على مستوى أجزاء الحقل وليس فقط على مستوى الحقل الواحد وتوقعها.
تقدير الدقة..
تقدير الدقة/ مقارنة إنتاجية القطن المقدرة فضائياً مع المسجل حقلياً: يتم تقدير دقة الإنتاجية المقدرة باستخدام الصور الفضائية بمقارنتها مع البيانات الحقلية المسجلة مباشرة من قبل مشرف الوحدة الإرشادية، لا مع تلك المسجلة باسم الجمعية إلى محلج القطن، ويذكر فيها الحيازات الحقلية باسم المالك وطبيعة الاستخدام مع المساحة والإنتاجية، إذ تنضد البيانات في شريحة GIS مقابل الصورة الفضائية.