Journal of Geospatial Information Technology

fa تخمین شدت بیماری زنگ برگ گندم با استفاده از روش‌های کدگذاری طیف بازتابندگی Wheat Leaf Rust Disease Severity Estimation Using Reflectance Spectrum Coding Methods سنجش از دور RS پژوهشي Research استفاده از روش‌‌های سنجش‌ازدوری و طیف‌سنجی در تشخیص بیماری‌های گیاهی از روش‌های موثر و سریع می‌باشد که غالبا با استفاده از شاخص‌های گیاهی و روش‌های آماری انجام می‌شود. هدف از این پژوهش استفاده از روش کدگذاری برای طیف بازتابندگی و مشتق‌های آن، در تعیین شدت زنگ در برگ گندم می‌باشد که می‌تواند برخلاف شاخص‌های گیاهی، شکل طیف را مستقل از زمان و مکان در تمامی باندها بررسی کند. در این تحقیق از اندازه‌گیری‌های طیف‌سنجی آزمایشگاهی انجام شده از مراحل رشد زنگ گندم استفاده گردید. روش‌های کدگذاری با فواصل مساوی و آستانه‌گذاری 1 بیت، 2 بیت و 3 بیت در محدوده طول موج‌های 400-1050 و 500-800 نانومتر برای طیف بازتابندگی و مشتق‌های آن ارزیابی شد. در این رابطه پس از کدگذاری طیف بازتابندگی لکه‌ی سبز به‌عنوان کد مرجع که نشان دهنده سلامت گیاه است، برای نمونه¬های آموزشی، زاویه شباهت میان رشته کدها محاسبه، نمودار میزان درصد حضور لکه سبز برحسب کسینوس زاویه شباهت ترسیم و یک معادله خطی به آن برازش داده شد. بهترین خط برازش داده شده برای روش کدگذاری آستانه با سه بیت در طول¬موج‌های 500-800 نانومتر با مقدار R2 و RMSE به ترتیب 95/0 و 05/0 حاصل شد. در نهایت درجه زنگ‌زدگی برگ برحسب عدم حضور لکه سبز در 4سطح تعیین گردید که دقت کلی و ضریب کاپای آن به ترتیب 96/85 درصد و 81/0 می‌باشد. Using spectroradiometry and remote sensing techniques is an effective and rapid method in diagnosing vegetation diseases which enforced mostly by using spectral vegetation indices and statistical methods.  The present study aimed to deploy encoding technique for the reflectance spectrum of the wheat leaves to assess the severity of the Rust disease. This is unlike to the spectral vegetation indices in which the shape of the spectrum, in all bands, independent from time and place is examined. A comprehensive laboratory spectroradiometry were used in the present study in which different stages of the development of the wheat rust stage were considered.  The encoding methods were applied to the reflectance spectrum and its derivatives by the Equal Intervals Coding (EIC) and 1bit, 2bit and 3bit information and Threshold Coding (TC) methods for the 500-800 and 400-1050nm wavelength ranges. In this respect, the healthy green leaf code used as a reference. Then the similarity between any other leaf codes and the green leaf code were used to find the degree of the severity of the disease. Beside the reflectance spectrum, the progress of the disease on the leaf under observation were determined using a digital camera. The best result found to be for 3bit- TC in the 500-800 nm wavelength region with R2 and RMSE of the order of 0.95 and 0.05, respectively. Finally, the portion of the rust affected leaf was determined in four levels based on the green spot absence in which, the overall accuracy and Kappa coefficient were 85.96% and 0.81%, respectively. بازتابندگی, کدگذاری, زاویه شباهت, زنگ گندم, مشتق Reflectance, Encoding, Similarity Angle, Wheat Rust, Derivation. 17 30 http://jgit.kntu.ac.ir/browse.php?a_code=A-11-65-1&slc_lang=fa&sid=1 Mohamad Reza Mobasheri محمدرضا مباشری mohammadreza.mobasheri@khi.ac.ir 10031947532846005863 10031947532846005863 Yes Khavaran Institute of Higher Education موسسه آموزش عالی خاوران Pegah Darouei پگاه دارویی 10031947532846005864 10031947532846005864 No K. N. Toosi University of Technology دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی Davood Ashourloo داوود عاشورلو 10031947532846005865 10031947532846005865 No Shahid Beheshty University دانشگاه شهید بهشتی