c3518cb17d976b8

مدل‌سازی زیستگاه ملخ مراکشی با استفاده از شاخص‌های مستخرج از تصاویر ماهواره ای لندست 8 (مطالعه موردی: شهرستان گنبد کاووس)

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه باغبانی و گیاهپزشکی، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 گروه مهندسی آب، دانشکده کشاورزی، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

10.22059/ijpps.2026.405728.1007098

چکیده

ملخ مراکشی (Dociostaurus maroccanus) به‌عنوان یکی از آفات بومی ایران با توانایی مهاجرت، طغیان‌های جمعیتی و خسارت‌های گسترده به محصولات زراعی و مراتع شناخته می‌شود. در این پژوهش از داده‌های هواشناسی (دما، بارندگی و رطوبت نسبی)، داده‌های زمینی اندازه‌گیری شده (رطوبت خاک و تعداد ملخ) و شاخص‌های مستخرج از تصاویر ماهواره‌ای لندست 8 (LST, TCI, OSAVI, BSI) بعنوان ورودی‌های مدل شبکه عصبی پرسپترون چند لایه (MLP) بمنظور برآورد تعداد ملخ در مقیاس پیکسل سایز استفاده شد. به همین منظور داده‌ها بصورت تصادفی به دو مجموعه آموزش (70 درصد) و تست (30 درصد) اختصاص یافتند. بمنظور ارزیابی نتایج از ضریب همبستگی (R) و ضریب نش ساتکلیف (NSE) استفاده شد. نتایج نشان داد که ورودی‌های مدل شبیه‌ساز بدرستی انتخاب شده (R=0.08) و ساختار مدل شبیه‌ساز نیز بگونه‌ای بوده که با دقت بسیار بالا توانسته تعداد ملخ را شبیه‌سازی نماید بنحوی که مقادیر NSE در دو مرحله آموزش و تست بترتیب در حدود 98/0 و 99/0 بدست آمده است. نتایج نشان داد که مقادیر رطوبت خاک با R=0.9 و مقادیر شاخص TCI با R=0.98 بترتیب کمترین و بیشترین ضریب همبستگی با تعداد ملخ اندازه‌گیری شده را داشته‌اند. نتایج تحقیق حاضر نشان داد که استفاده همزمان از داده‌های زمینی و شاخص‌های مستخرج از تصاویر ماهواره‌ای در قالب مدل‌های ماشین لرنینگ می‌تواند در شبیه‌سازی زیستگاه ملخ مراکشی بسیار مفید واقع شود. روش پیشنهادی در تحقیق حاضر امکان پایش جمعیت ملخ مراکشی در سطوح وسیع و بازه‌های زمانی مختلف – با توجه به دسترس بودن تصاویر ماهواره‌ای- را برای متخصصین و تصمیم گیران مدیریتی فراهم می‌آورد

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Habitat modeling of the Moroccan locust using indices extracted from Landsat-8 satellite imagery (Case study: Gonbad-e Kavus)

نویسندگان [English]

  • Daryoush Mansouri Razi 1
  • Masoud Hakimitabar 1
  • Roozbeh Moazenzadeh 2
1 Department of horticulture and plant protection Agricultural Faculty Shahrood University of Technology Shahrood Iran
2 Water Engineering, Department Agricultural Faculty Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran
چکیده [English]

The Moroccan locust (Dociostaurus maroccanus), as one of the native pests of Iran, is recognized for its migratory capability, population outbreaks, and severe damage to crops and rangelands. In this study, meteorological data (temperature, precipitation, and relative humidity), field-measured data (soil moisture and locust abundance), and indices derived from Landsat 8 satellite imagery (LST, TCI, OSAVI, and BSI) were used as input variables for a multilayer perceptron (MLP) neural network model to estimate locust abundance at the pixel scale. To this end, the dataset was randomly divided into training (70%) and testing (30%) subsets. Model performance was evaluated using the correlation coefficient (R) and the Nash–Sutcliffe efficiency (NSE). The results indicated that the input variables of the simulation model were appropriately selected and that the model structure was capable of simulating locust abundance with very high accuracy, such that NSE values of approximately 0.98 and 0.99 were obtained for the training and testing phases, respectively. Furthermore, the results showed that soil moisture exhibited the lowest correlation with measured locust abundance (R=0.9), while the TCI index showed the highest correlation (R=0.98). Overall, the findings of this study demonstrate that the combined use of field data and satellite-derived indices within machine learning frameworks can be highly effective for simulating the habitat of the Moroccan locust. The proposed approach enables large-scale and multi-temporal monitoring of Moroccan locust populations, given the availability of satellite imagery, thereby providing valuable support for experts and decision-makers in pest management and control planning.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Biophysical indices
  • Golestan province
  • Machine learning models
  • Short-horned grasshoppers
  • Spatiotemporal analysis

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از تاریخ 25 اسفند 1404
  • تاریخ دریافت: 02 آذر 1404
  • تاریخ بازنگری: 03 اسفند 1404
  • تاریخ پذیرش: 25 اسفند 1404