پایش محصولات زراعی با استفاده از تصاویر پلاریمتریک اینترفرومتریک سار

     افزایش تولید محصولات کشاورزی با توجه به شرایط آب و هوایی، محدودیت منابع آبی و نیز محدودیت زمین‌های دارای پتانسیل تولید، همچنین محدودیت­های مالی در کشور با مشکلات فراوانی روبرو می­باشد. بنابراین برای تأمین مواد غذایی باید بهره‌وری از عوامل تولید به ویژه آب و خاک افزایش و ضایعات کشاورزی تا حد امکان کاهش یابد. این امر نیازمند پایش منظم محصولات می­باشد. سنجش از دور یکی از مهمترین تکنیک‌های مورد استفاده در پایش محصولات کشاورزی محسوب می‌شود. امروزه توسعه روش‌های پایش در مقیاس وسیع، مساله‌ای مهم برای اجرای مدیریتی معقول و منطقی در ارتباط با منابع طبیعی زمین بویژه برای کشورهای پرجمعیت که متکی به محصولات کشاورزی هستند، به شمار می‌رود. هدف از این تحقیق پایش و بازیابی برخی پارامتر­های محصولات کشاورزی با استفاده از تصاویر پلاریمتریک اینترفرومتریک سار (PolInSAR) می­باشد. روش مورد استفاده برمبنای ویژگی­هایی حاصل از مدل تجزیه پیشنهادی و روش­های رگرسیون مبنا می­باشد. در مدل پیشنهادی ابتدا پایه پلاریزاسیون بهینه که در آن همبستگی بین دو تصویر پایه و پیرو بیشینه است محاسبه می­شود، سپس در آن پایه تجزیه مقدار ویژه بر روی ماتریس کواریانس پلاریمتریک اینترفرومتریک اعمال شده، و با بدست آوردن مقادیر و بردارهای ویژه ویژگی­هایی همانند انتروپی و آلفا محاسبه می­شود. برخی از این ویژگی­ها وابستگی خطی بالایی با ارتفاع، زیست­توده و فنولوژی محصولات دارند و برخی نیز اطلاعات مفیدی برای بهبود عملکرد بازیابی فراهم می­آورند. نهایتا بازیابی پارامترهای محصول براساس 13 ویژگی PolInSAR و دو روش شبکه عصبی مصنوعی و رگرسیون بردار پشتیبان انجام می­شود. نتایج پیاده­سازی بر روی دو محصول گندم و جو با استفاده از تصاویر سری زمانی سنجنده E-SAR از منطقه DEMMIN در آلمان نشان­دهنده عملکرد مناسب روش پیشنهادی می­باشد. هر دو روش مورد استفاده به منظور بازیابی نهایی شامل شبکه عصبی و رگرسیون بردار پشتیبان برآوردهای خوبی از پارامترهای محصول داشته و می­توانند برای پایش محصولات مورد استفاده قرار گیرند. به عنوان نمونه نتایج نشانگر جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) 21./، 59./ و 21./ با استفاده از شبکه عصبی و جذر میانگین مربعات خطا (RMSE) 21./، 52./ و 46./ با استفاده از رگرسیون بردار پشتیبان به ترتیب در بازیابی ارتفاع، زیست­توده و فنولوژی محصول گندم می­باشد.